穴ドープされた半導体で誘導されるキラルF波ペアリング対称性とマヨラナフェルミオンを伴う超伝導相

私たちは、S波の超伝導体との近接接触を通じて、穴にドープされた半導体薄膜の最も低い重いホールバンドで、キラル（F+IF） - 波の超伝導ペアリングが誘導される可能性があることを示します。ペアリングのキラリティは、フェルミ表面の近くの経路に沿って移動する重い穴のために蓄積された3πベリー相に由来します。3つのキラルギャップレスマヨラナエッジ状態が存在し、キラル（F+IF）と波のペアリングと一致しています。ボゴリューボフ-deジェンヌの方程式を数値的および分析的に解決することにより、半導体 - 導体導体ヘテロ構造の渦にゼロエネルギーマヨラナフェルミオンの存在を示します。

We show that a chiral (f+if)-wave superconducting pairing may be induced in the lowest heavy hole band of a hole-doped semiconductor thin film through proximity contact with an s-wave superconductor. The chirality of the pairing originates from the 3π Berry phase accumulated for a heavy hole moving along a close path on the Fermi surface. There exist three chiral gapless Majorana edge states, in consistence with the chiral (f+if)-wave pairing. We show the existence of zero-energy Majorana fermions in vortices in the semiconductor-superconductor heterostructure by solving the Bogoliubov-de Gennes equations numerically as well as analytically in the strong confinement limit.