Nella fisica delle particelle, un fermione di Majorana è a carica neutra e la sua antiparticella è proprio se stesso. Nella fisica della materia condensata, una modalità zero di Majorana (MZM) è un'eccitazione quasi particellare che appare nelle superfici o nei bordi dei superconduttori topologici. A differenza delle normali particelle o quasi-particelle che obbediscono alla statistica dei bosoni o dei fermioni, MZM obbedisce alle statistiche non abeliane, una proprietà chiave che rende MZM l'elemento costitutivo per la realizzazione del calcolo quantistico topologico.

Attualmente, maggiori sforzi sperimentali si sono concentrati su eterostrutture fatte di superconduttori e sistemi accoppiati spin-orbita (come nano-fili semiconduttori e isolanti topologici), dove sono state trovate prove di MZM. Rilevamento e manipolazione univoci di MZM in queste eterostrutture, però, dipendono fortemente dall'effetto di prossimità superconduttore, che soffre della complessità dell'interfaccia. Per di più, la bassa temperatura di esercizio dei materiali superconduttori convenzionali complica ulteriormente la manipolazione degli MZM.

I superconduttori a base di ferro sono stati scoperti nel 2008 dallo scienziato giapponese Hideo Hosono, che rappresenta la seconda classe di alta T _C materiali. Nell'ultimo decennio, studi intensivi si sono concentrati sulla loro superconduttività non convenzionale e sul forte effetto di correlazione. Recentemente, la scoperta di stati superficiali topologici sulle superfici del superconduttore a base di ferro Fe(Te, Se) lo rende un sistema unico che integra sia l'alta T _C superconduttività e topologia. Perciò, offre un'entusiasmante opportunità di realizzare MZM a una temperatura critica T . relativamente alta _C . Inoltre, il monostrato Fe(Te, Se) ha un T . massimo _C di 40 K e buona tenuta con un ampio campo critico superiore nel piano.

In uno studio pubblicato a Pechino Rassegna scientifica nazionale , un gruppo di ricerca guidato da Chaoxing Liu, un professore associato della Pennsylvania State University ha cercato di realizzare MZM in monostrato Fe(Te, Se) applicando un campo magnetico nel piano e un gate elettrico.

I ricercatori hanno scoperto che l'applicazione di un campo magnetico nel piano può guidare il monostrato Fe(Te, Se) nella fase superconduttiva topologica di ordine superiore, in cui gli MZM possono apparire agli angoli. Per di più, tramite cancello elettrico, MZM può anche verificarsi alla parete del dominio dei potenziali chimici su un bordo e in un certo tipo di tri-giunzione nella massa bidimensionale. Secondo la loro stima, il campo magnetico richiesto è ben al di sotto del campo magnetico critico superiore nel piano del monostrato Fe(Te, Se) superconduttore. Inoltre, la rotazione del campo magnetico può fornire un approccio efficiente per eseguire l'operazione di intrecciatura per gli MZM angolari. Perciò, il loro studio dimostra che il monostrato Fe(Te, Se) è una promettente piattaforma Majorana con scalabilità e sintonizzabilità elettrica e alla portata delle capacità sperimentali contemporanee.