En physique des particules, un fermion de Majorana est de charge neutre et son antiparticule n'est que lui-même. En physique de la matière condensée, un mode zéro de Majorana (MZM) est une excitation de quasi-particule qui apparaît dans les surfaces ou les bords des supraconducteurs topologiques. Contrairement aux particules ou quasi-particules ordinaires qui obéissent aux statistiques des bosons ou des fermions, MZM obéit à des statistiques non-abéliennes, une propriété clé qui fait de MZM le bloc de construction pour réaliser le calcul quantique topologique.

Actuellement, des efforts expérimentaux majeurs se sont concentrés sur les hétérostructures constituées de supraconducteurs et de systèmes couplés spin-orbite (tels que les nano-fils semi-conducteurs et les isolants topologiques), où des preuves de MZM ont été trouvées. Détection et manipulation sans ambiguïté des MZM dans ces hétérostructures, cependant, s'appuient fortement sur l'effet de proximité supraconducteur, qui souffre de la complexité de l'interface. Par ailleurs, la basse température de fonctionnement des matériaux supraconducteurs conventionnels complique davantage la manipulation des MZM.

Les supraconducteurs à base de fer ont été découverts en 2008 par le scientifique japonais Hideo Hosono, représentant la deuxième classe de high-T c matériaux. Dans la dernière décennie, des études intensives se sont concentrées sur leur supraconductivité non conventionnelle et leur fort effet de corrélation. Récemment, la découverte d'états de surface topologiques sur les surfaces du supraconducteur à base de fer Fe(Te, Se) en fait un système unique intégrant à la fois des hautes T c supraconductivité et topologie. Par conséquent, il offre une opportunité passionnante de réaliser le MZM à une température critique comparable T c . De plus, la monocouche Fe(Te, Se) a un maximum de T c de 40 K et une bonne tenabilité avec un grand champ critique supérieur dans le plan.

Dans une étude publiée à Pékin Revue scientifique nationale , une équipe de recherche dirigée par Chaoxing Liu, un professeur agrégé de l'Université d'État de Pennsylvanie a cherché à réaliser des MZM en monocouche Fe(Te, Se) en appliquant un champ magnétique dans le plan et une porte électrique.

Les chercheurs ont découvert que l'application d'un champ magnétique dans le plan peut entraîner une monocouche Fe(Te, Se) dans la phase supraconductrice topologique d'ordre supérieur, dans lequel les MZM peuvent apparaître dans les coins. Par ailleurs, par portail électrique, Le MZM peut également se produire à la paroi du domaine des potentiels chimiques à un bord et à un certain type de tri-jonction dans la masse bidimensionnelle. Selon leur estimation, le champ magnétique requis est bien inférieur au champ magnétique critique supérieur dans le plan de la monocouche Fe(Te, Se) supraconducteur. En outre, la rotation du champ magnétique peut fournir une approche efficace pour effectuer l'opération de tressage pour les MZM d'angle. Par conséquent, leur étude démontre que la monocouche Fe(Te, Se) est une plate-forme Majorana prometteuse avec une évolutivité et une accordabilité électrique et à la portée des capacités expérimentales contemporaines.