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

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

ERC-ADG - Advanced Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2017-ADG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UNIVERSITY OF HAMBURG
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 2 499 750,00
Indirizzo
MITTELWEG 177
20148 Hamburg
Germania

Mostra sulla mappa

Regione
Hamburg Hamburg Hamburg
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 2 499 750,00

Beneficiari (1)

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