Forschung: Fraktionierter Drehimpuls an Grenzflaechen topologischer Isolatoren

Eine Schicht eines s-Wellen-Supraleiters aufgebracht auf einen topologischen Isolator weist Wirbel auf, die Majorana-Nullenergiemodenzustände in dessen Kernen enthalten. In dieser Arbeit haben wir gezeigt, dass diese Kombination von Majorana-Moden und Wirbeln an der Grenzfläche der Doppelschichtstruktur fraktionierte Ladungen und fraktionierte Drehimpulse aufweist. Außerdem haben wir ein Experiment vorgeschlagen, das die Messung dieses fraktionierten Drehimpulses ermöglichen würde: Ein Gitter von Josephsonkontakten mit einer Flussinsel wird auf der Oberfläche eines topologischen Isolators aufgebaut, so dass das darauf resultierende Interferenzmuster das Signal eines Quasiteilchens des fraktionierten Drehimpulses anzeigen würde. Die Abbildung zeigt diese Anordnung.  Das entsprechende Quasiteilchen ist ein Anyon.

F. S. Nogueira, Z. Nussinov, J. van den Brink,
Fractional angular momentum at topological insulator interfaces,
Physical Review Letters 121, 227001 (2018) (arXiv)