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Atomic-scale Design of Majorana states and their Innovative Real-space Exploration

Ziel

Fault-tolerant topological quantum computation has become one of the most exciting research directions in modern condensed matter physics. As a key operation the braiding of non-Abelian anyons has been proposed theoretically. Such exotic quasiparticles can be realized as zero-energy Majorana bound states at the ends of one-dimensional magnetic nanowires in proximity to s-wave superconductors in the presence of high spin-orbit coupling. In contrast to previous attempts to realize such systems experimentally, based on the growth of semiconducting nanowires or the self-assembly of ferromagnetic nanowires on s-wave superconductors, we propose to design Majorana bound states in artificially constructed single-atom chains with non-collinear spin-textures on elemental superconducting substrates using scanning tunnelling microscope (STM)-based atom manipulation techniques. We would like to study at the atomic level the formation of Shiba bands as a result of hybridization of individual Shiba impurity states as well as the emergence of zero-energy Majorana bound states as a function of chain structure, length, and composition. Moreover, we will construct model-type platforms, such as T-junctions, rings, and more complex network structures with atomic-scale precision as a basis for demonstrating the manipulation and braiding of Majorana bound states. We will make use of sophisticated experimental techniques, such as spin-resolved scanning tunnelling spectroscopy (STS) at micro-eV energy resolution, scanning Josephson tunnelling spectroscopy, and multi-probe STS under well-defined ultra-high vacuum conditions, in order to directly probe the nature of the magnetic state of the atomic wires, the spin-polarization of the emergent Majorana states, as well as the spatial nature of the superconducting order parameter in real space. Finally, we will try to directly probe the quantum exchange statistics of non-Abelian anyons in these atomically precise fabricated model-type systems.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

ERC-ADG - Advanced Grant

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2017-ADG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

UNIVERSITY OF HAMBURG
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 2 499 750,00
Adresse
MITTELWEG 177
20148 Hamburg
Deutschland

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Region
Hamburg Hamburg Hamburg
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 2 499 750,00

Begünstigte (1)

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