杭州弈儒软件技术有限公司用户9314
马约拉纳零模（MZM）
输入“/”快速插入内容
马约拉纳零模（MZM）
马约拉纳零模（MZM）
用户93142025年4月17日修改
一句话梗概：在拓扑超导体（topological superconductor）里，电子和空穴“拆分”成两半，各自当起了自己的反粒子，静静蹲守在能量零点——这俩“半电子”就是马约拉纳零模。
想象把一只猫（电子）一刀劈两半，却神奇地还活蹦乱跳，并且左右两半永远保持量子纠缠；把它们交换位置（编织 braiding）时，整个系统的量子态会发生非阿贝尔统计（non‑Abelian statistics）的“魔法变身”。
1.
理论来龙去脉
关键词 | 核心要点 | 备注 |
Majorana fermion | Ettore Majorana (1937) 预言的“自伴”费米子（ ） | 粒子物理学中尚未发现自由存在 |
BdG方程 (Bogoliubov–de Gennes) | 在超导体里把电子➕空穴组合成赝粒子；零能解 ⇒ MZM | |
拓扑不变量 | 1D Kitaev链的 winding number、2D Chern 数/ℤ₂ 指数 | 拓扑保护，抗局域扰动 |
4π Josephson效应 | MZM 使约瑟夫森电流相位周期翻倍，成实验指纹 | |
Pfaffian | Hamiltonian 的 Pfaffian 符号变化 ⇔ 拓扑相变 | 计算方便 |
2.
经典平台与“养成秘籍”
1.
半导体‑超导纳米线
◦
材料：InSb / InAs 纳米线 + Al 或 NbTiN 壳层
◦
关键三件套：强自旋轨道耦合 (spin–orbit)、横向Zeeman场、s‑波近邻超导配对
◦
期待信号：零偏压电导峰 (Zero‑Bias Conductance Peak, ZBCP) ≈ 2e²/h
2.
铁原子链 / FeTeSe 单晶表面
◦
Fe 原子自组链沉积在 Pb(110) 或 FeTe₀.₅Se₀.₅ 上，端点出现 MZM
◦
STM 可直接“看见”零能峰与π 磁振荡
3.
拓扑绝缘体‑超导异质结 & 量子反霍尔边
◦
在TI 表面漩涡核心、量子反常霍尔边+超导盖层的交叉点，都预言有 MZM
4.
二维魔角石墨烯/异质结
◦
Moiré 体系自带平带 + 强关联，理论上可催生 p‑波配对与 MZM