东北大学、大阪大学、京都产业大学、德国科隆大学等研究团队已经开发出一种将普通超导体转化为拓扑超导体的方法。
大约 10 年前发现的拓扑绝缘体内部有一个绝缘体,而它们的边缘(3D 中的表面,2D 中的边缘)在零质量的固体中移动。出现了由“狄拉克电子”引起的传导路径。以这一发现为契机,作为拓扑绝缘体开发材料的“拓扑超导体”一直备受关注,但目前还没有确凿的证据。
为了实现拓扑超导,一般采用“超导邻近效应”。例如,当拓扑绝缘体和超导体结合时,负责超导的电子对(库珀对)从超导体侧侵入到拓扑绝缘体侧,从而使其存在于两种物质的界面附近,狄拉克电子是超导的.但是,这种方法,预测会出现在拓扑超导体边缘的特殊粒子“Majorana粒子”被埋在物质内部的界面附近,难以探测到,存在无法获得确凿证据的问题.
在这种情况下,研究人员在拓扑绝缘体 TlBiSe2 的表面制作了一层超薄的铅(铅)薄膜,这是一种普通的超导体,并研究了它的电子态。拓扑绝缘体。研究发现,dilac 电子通过键合转移到 Pb 表面。此外,当测量Pb薄膜的能态时,观察到了表明狄拉克电子已经变成超导的“超导间隙”,并且发现了作为普通超导体的Pb已经变成了拓扑超导体。
该结果表明拓扑超导可以在不使用超导邻近效应的情况下实现,预计未来将在该系统中检测到马约拉纳粒子。