En física de partículas, un fermión de Majorana tiene carga neutra y su antipartícula es ella misma. En la física de la materia condensada, Un modo cero de Majorana (MZM) es una excitación de cuasi-partículas que aparece en las superficies o bordes de superconductores topológicos. A diferencia de las partículas o cuasi-partículas ordinarias que obedecen a estadísticas de bosones o fermiones, MZM obedece a estadísticas no abelianas, una propiedad clave que convierte a MZM en el bloque de construcción para realizar el cálculo cuántico topológico.

En la actualidad, Los principales esfuerzos experimentales se han centrado en heteroestructuras hechas de superconductores y sistemas acoplados en órbita de espín (como nano-cables semiconductores y aislantes topológicos), donde se ha encontrado evidencia de MZM. Detección y manipulación inequívocas de MZM en estas heteroestructuras, sin embargo, dependen en gran medida del efecto de proximidad superconductor, que adolece de la complejidad de la interfaz. Es más, la baja temperatura de funcionamiento de los materiales superconductores convencionales complica la manipulación adicional de los MZM.

Los superconductores a base de hierro fueron descubiertos en 2008 por el científico japonés Hideo Hosono, que representa la segunda clase de alta T _C materiales. En la última decada, Los estudios intensivos se han centrado en su superconductividad no convencional y su fuerte efecto de correlación. Recientemente, el descubrimiento de estados de superficie topológicos en las superficies del superconductor a base de hierro Fe (Te, Se) lo convierte en un sistema único que integra tanto high-T _C superconductividad y topología. Por lo tanto, Brinda una oportunidad emocionante para realizar MZM a una temperatura crítica T comparativamente alta _C . Es más, la monocapa Fe (Te, Se) tiene una T máxima _C de 40 K y buena tenabilidad con un gran campo crítico superior en el plano.

En un estudio publicado en Beijing Revista Nacional de Ciencias , un equipo de investigación dirigido por Chaoxing Liu, un profesor asociado de la Universidad Estatal de Pensilvania buscó realizar MZM en monocapa Fe (Te, Se) aplicando un campo magnético en el plano y una puerta eléctrica.

Los investigadores encontraron que la aplicación de un campo magnético en el plano puede impulsar la monocapa Fe (Te, Se) en la fase superconductora topológica de orden superior, en el que los MZM pueden aparecer en las esquinas. Es más, a través de puerta eléctrica, MZM también puede ocurrir en la pared del dominio de potenciales químicos en un borde y cierto tipo de triple unión en la masa bidimensional. Según su estimación, el campo magnético requerido está muy por debajo del campo magnético crítico superior en el plano de la monocapa Fe (Te, Se) superconductor. Además, la rotación del campo magnético puede proporcionar un enfoque eficaz para realizar la operación de trenzado de los MZM de esquina. Por lo tanto, su estudio demuestra que la monocapa Fe (Te, Se) es una plataforma Majorana prometedora con escalabilidad y sintonización eléctrica y al alcance de la capacidad experimental contemporánea.