El grupo de Hong Ding del Instituto de Física, La Academia de Ciencias de China informó que la brecha superconductora del estado de la superficie topológica es mayor que la de los estados a granel en β-Bi ₂ Películas delgadas de Pd utilizando espectroscopia de fotoemisión resuelta en ángulo in situ y epitaxia de haz molecular. Sus resultados proporcionan una nueva plataforma para estabilizar los modos de energía cero de Majorana en un superconductor de temperatura más alta que mantiene una brecha superconductora topológica altamente mejorada.

Los estados ligados a Majorana han atraído el interés de los científicos y se predice que los superconductores topológicos (TSC) albergarán estados exóticos de Majorana que obedecen a estadísticas no abelianas y pueden usarse para implementar una computadora cuántica topológica. Recientemente, Los científicos experimentales proporcionan pruebas sólidas de la existencia del modo de energía cero de Majorana en núcleos de vórtice en plataformas de un solo material de Fe (Te, Se) monocristales a granel y compuestos similares de superconductores a base de hierro. La brecha superconductora (SC) del estado de la superficie topológica (ΔTSS) juega un papel vital en la protección de MZM, ya que un ΔTSS más grande conduce a una separación energética mayor entre MZM y otras excitaciones triviales. β-Bi ₂ Pd, como candidato de superconductor topológico, tiene algunos caracteres físicos distintos. Un experimento previo de microscopía / espectroscopía de túnel de barrido observó grandes picos de conductancia de polarización cero en la medición de corte de línea a través de sus vórtices SC y encontró dos espacios SC (Δ1 ~ 1.0 meV y Δ2 ~ 3.3 meV) en el β-Bi ₂ Película de Pd cultivada por epitaxia de haz molecular (MBE), mientras que solo el más pequeño (Δ1) se compara con la brecha SC de β-Bi ₂ Monocristal a granel de Pd (Δb ~ 0,8 meV, Tc =5,4 K). Para entender el rompecabezas de la brecha SC anómalamente más grande, es necesario estudiar la superconductividad topológica en el espacio de momento.

En este trabajo, mediante el uso de espectroscopia de fotoemisión resuelta en ángulo in situ (ARPES) combinada MBE, El grupo de Hong Ding del Instituto de Física, La Academia China de Ciencias cultivó el 20-UC β-Bi ₂ Películas delgadas de Pd con estructura tetragonal por MBE y estudio de la superconductividad por ARPES in-situ. El estado de superficie topológico claro se observó cerca de la energía fermi, que posee una brecha superconductora anómalamente más grande (~ 3.8 meV) medida por experimentos de dependencia de la temperatura. Entonces, una pregunta clave es la diferencia entre la película delgada y el monocristal. Así que también medimos la estructura de bandas del monocristal cultivado por el grupo de Youguo Shi en la línea de luz "Dreamline" de la Instalación de Radiación del Sincrotrón de Shanghai (SSRF). Midiendo β-Bi ₂ Pd monocristalino a granel como comparación, observamos claramente el desplazamiento hacia arriba del potencial químico en la película. Un aumento concomitante del peso de la superficie en el estado de la superficie topológica fue revelado por el primer cálculo del principio calculado por el grupo de Hongming Weng, sugiriendo que la mezcla de paridad mediada por Dirac-fermión puede causar esta mejora superconductora anómala. Sus resultados establecen β-Bi ₂ Película de Pd como un caso único de TSC connatos con una brecha superconductora topológica altamente mejorada.

Sus resultados establecen β-Bi ₂ Pd como candidato de superconductor topológico con una brecha superconductora topológica altamente mejorada, lo que puede proporcionar una nueva plataforma para estabilizar los modos cero de Majorana a una temperatura más alta.