I partikelfysik, en Majorana fermion är laddningsneutral och dess antipartikel är bara sig själv. I den kondenserade materiens fysik, en Majorana nollmod (MZM) är en kvasipartikelexcitation som uppträder i ytorna eller kanterna på topologiska supraledare. Till skillnad från de vanliga partiklarna eller kvasipartiklarna som lyder boson- eller fermionstatistik, MZM följer icke-abelsk statistik, en nyckelegenskap som gör MZM till byggstenen för att realisera topologiska kvantberäkningar.

För närvarande, stora experimentella ansträngningar har fokuserat på heterostrukturer gjorda av supraledare och spin-orbit-kopplade system (såsom halvledande nanotrådar och topologiska isolatorer), där bevis på MZM har hittats. Entydig detektering och manipulation av MZM i dessa heterostrukturer, dock, starkt lita på den supraledande närhetseffekten, som lider av komplexiteten i gränssnittet. Vidare, den låga driftstemperaturen hos konventionella supraledande material komplicerar ytterligare manipulation av MZM.

Järnbaserade supraledare upptäcktes 2008 av den japanske vetenskapsmannen Hideo Hosono, representerar den andra klassen av hög-T _c material. Under det senaste decenniet, intensiva studier har fokuserat på deras okonventionella supraledning och starka korrelationseffekt. Nyligen, upptäckten av topologiska yttillstånd på ytorna av den järnbaserade supraledaren Fe(Te, Se) gör det till ett unikt system som integrerar både hög-T _c supraledning och topologi. Därför, det ger en spännande möjlighet att realisera MZM vid jämförbart hög kritisk temperatur T _c . Dessutom, monoskiktet Fe(Te, Se) har ett maximalt T _c på 40 K och god hållbarhet med ett stort övre kritiskt fält i planet.

I en studie publicerad i Peking-baserad National Science Review , en forskargrupp ledd av Chaoxing Liu, en docent från Pennsylvania State University försökte realisera MZMs i monolager Fe(Te, Se) genom att applicera ett magnetfält i planet och elektrisk grind.

Forskarna fann att applicering av ett magnetfält i planet kan driva monoskiktet Fe(Te, Se) in i den högre ordningens topologiska supraledande fasen, där MZM kan visas i hörnen. Vidare, genom elektriska grindar, MZM kan också förekomma vid domänväggen av kemiska potentialer vid ena kanten och vissa typer av tri-junction i den tvådimensionella bulken. Enligt deras uppskattning, det erforderliga magnetfältet ligger långt under det övre kritiska magnetfältet i planet för monoskiktet Fe(Te, Se) supraledare. Dessutom, rotation av magnetfältet kan ge ett effektivt tillvägagångssätt för att utföra flätningsoperationen för hörn-MZM. Därför, deras studie visar att monolager Fe(Te, Se) är en lovande Majorana-plattform med skalbarhet och elektrisk avstämning och inom räckhåll för samtida experimentell förmåga.