Superconductividad topológica en una unión de Josephson controlada por fase

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Ciencia de la información cuántica

Sus antecedentes:

• Los superconductores topológicos albergan estados localizados de Majorana en los límites, cruciales para la información cuántica protegida topológicamente.
• Los sistemas 1D existentes requieren ajuste fino y carecen de escalabilidad, lo que impulsa la búsqueda de plataformas alternativas.

Objetivo del estudio:

• Realizar experimentalmente una arquitectura bidimensional (2D) para los estados limitados de Majorana.
• Para investigar un pozo cuántico de HgTe en la unión de Josephson como una plataforma para la superconductividad topológica.

Principales métodos:

• Fabricación de una unión de Josephson utilizando un pozo cuántico de HgTe acoplado al aluminio de película delgada.
• Ajuste del estado topológico a través de la diferencia de fase y el campo magnético en el plano.
• Medición de la conductancia del túnel en el borde de la unión para determinar el estado topológico.

Principales resultados:

• Se observó un mínimo de conductividad de túnel sin sesgo en el estado superconductor trivial en campos magnéticos bajos.
• Detectamos un pico de sesgo cero persistente en el estado topológico a medida que aumentaba el campo magnético.
• El rango de diferencias de fase para el estado topológico se expandió sistemáticamente con el campo magnético.

Conclusiones:

• El pozo cuántico Josephson de HgTe sirve como una plataforma 2D prometedora para la superconductividad topológica.
• Este sistema facilita la creación y manipulación de los modos de Majorana.
• Permite el sondeo de las fases superconductoras topológicas en sistemas 2D.