数理学院肖进鹏博士团队在中科院二区期刊、凝聚态物理专业顶级期刊《Physical Review B》上发表题为“Magnetic flux induced topological superconductivity in magnetic atomic rings”的理论研究文章。

拓扑超导是目前凝聚态领域最热门的研究方向之一。与常规超导不同，拓扑超导态支持拓扑保护的零能的边界态，被认为是Majorana费米子的理想载体，在量子计算领域有重要应用价值。然而，自然界不存在天然的拓扑超导，在理论和实验上通常利用自旋轨道耦合或螺旋磁矩来实现拓扑超导。

肖进鹏博士团队创新性地通过在磁性原子环中施加磁通量方法成功实现了一维拓扑超导。该方法需要利用反铁磁或铁磁序，并要求磁场和磁序磁矩垂直。在准一维衬底表面上，半填充的磁原子环有利于形成反铁磁序，研究发现外加垂直磁场本身或系统自有的Rashba自旋轨道耦合可以保证此磁序和磁场垂直。在二维表面上，磁性原子环更倾向于铁磁序，通过引入较小的Rashba自旋轨道耦合，同样能够实现磁序与外加磁场垂直。该方法不需要传统的自旋轨道耦合和螺旋磁矩，有效拓展了拓扑超导的实现途径，对实验具有重要指导意义。

本研究得到了国家自然科学基金（11947082，12375022，12065011，11975110）和江西省教育厅科技项目（GJJ190577）等项目资助。（文/图：肖进鹏，审核：孙心瑗、王新长、习军明）