Fermion Parity of Phases Supporting Multiple Majorana Modes in a Superconducting Nanowire

Abstract

The fermion parity of the ground state is determined in various topological phases of the semiconducting nanowire under external magnetic field with proximity-induced superconductivity and strong spin-orbit interaction. Electron hopping as well as spin-flip hopping due to spin-orbit coupling and superconducting pairings in the second coordination sphere are taken into account. The connection between the fermion parity and the parity of the BDI topological invariant is shown. The formation of topological phases with three and four pairs of Majorana modes has been demonstrated

Для полупроводниковой нанопроволоки, помещенной во внешнее магнитное поле, с наведенной сверхпроводимостью и сильным спин-орбитальным взаимодействием определена фермионная четность основного состояния в различных топологических фазах при учете перескоков электронов, включая перескоки с переворотом спина за счет спин-орбитальной связи, и сверхпроводящих спариваний во второй координационной сфере. Показана связь фермионной четности и четности BDI топологического инварианта. Продемонстрировано формирование топологических фаз с тремя и четырьмя парами майорановских мод