铁基超导体FeTe_xSe_1−x是涡旋核中存在马约拉纳涡旋模式（MVM）的候选材料之一。最近的扫描隧道光谱测量发现，具有零偏压峰（ZBP）的涡旋核的分数随着FeTe_xSe_1-x表面上的磁场的增加而降低。两个马约拉纳涡旋模式的杂化不能简单地解释这一现象。有鉴于此，中国科学院卡弗里理论物理研究所Ching-Kai Chiu等人建立了一个三维紧束缚（TB）模型，模拟了FeTe_xSe_1−x中一百多个马约拉纳涡旋模式的物理过程。

本文要点：

1）仿真结果表明，马约拉纳杂化和无序涡旋分布可以解释实验中观测到的具有ZBPs涡旋的减少。此外，通过分析STM测量得到的能量峰值统计，发现在没有ZBPs的涡旋核中，除了零能量外，第一个接近零能量的局域态密度（LDOS）峰的数量呈金字塔形分布。这种分布与TB模型相一致，可以与马约拉纳杂化作用相联系，使峰远离零能量。

2）LDOS与MVM详细耦合之间的相互作用非常复杂，单个涡旋的轻微运动（~14 nm相干长度）就会显著影响运动涡旋附近涡旋核的LDOS，而在强磁场中，涡旋的运动可以改变涡旋核中某些ZBPs的缺失或存在，使其远离运动涡旋（距离小于伦敦渗透深度）。

3）由于MVMs的自旋纹理在马约拉纳杂化存在的情况下仍然存在，因此通过自旋选择STM探测到的多个杂交MVMs的通用自旋特征将成为铁基超导平台中可扩展马约拉纳量子位的确凿证据。

因此，FeTe_xSe_1−x可能是一个很有前途的平台，有望成为未来构建MVMs形成的可扩展量子门和读出马约拉纳量子位的主要步骤。

Ching-Kai Chiu et al. Scalable Majorana vortex modes in iron-based superconductors. Sci. Adv. 2020, 6 (9), eaay0443.

DOI: 10.1126/sciadv.aay0443

https://doi.org/10.1126/sciadv.aay0443