Selection rules of topological solitons from non-invertible symmetries in axion electrodynamics
该研究探讨了轴子电动力学中非可逆对称性如何决定拓扑孤子(如轴子畴壁和磁弦)的选择规则,并给出了磁单极子存在下的约束,以及磁弦与轴子弦链接构型的新限制。
2024-11-08 cond-mat.supr-con hep-ph hep-th
Higgs Mechanism, Phase Transitions, and Anomalous Hall Effect in Three-Dimensional Topological Superconductors
我们表明,希格斯机制在三维拓扑超导体具有独特的功能与实验观察到的后果。我们讨论的Higgs模型有两个超导分量和一个类轴子磁电项,超导序参量的相位差起着轴子场的作用。由于这个附加项,量子电磁和相位涨落导致了一个强大的拓扑非平凡状态,在存在相互作用的情况下也成立。在这个意义上,我们表明,重整化流的拓扑非平凡的阶段不能连续变形成一个拓扑非平凡的。我们对量子临界涨落的分析的一个结果是,在体相中有一级相变而在表面上有二级相变的可能性。我们还探讨了轴子希格斯电动力学的另一个结果,即反常的霍尔效应。在低频伦敦制度的异常霍尔效应是在平行于表面的电场的存在下诱导。这种反常的霍尔电流是由轴子项产生的类洛仑兹力引起的,它涉及超导组分的相对超流速度。反常霍尔电流有一个负号,这种情况使人联想到,但在物理起源上与在高$T_c$超导体中观察到的反常霍尔效应完全不同。与后者相反,拓扑超导体中的反常霍尔效应是非耗散的,并且在没有涡旋的情况下发生。
2015-11-17 cond-mat.supr-con hep-th
Duality of a compact topological superconductor model and the Witten effect
考虑了3+1维带拓扑轴子项的紧致阿贝尔Higgs模型,构造了强耦合下体和边界的对偶理论。该模型可以被看作是描述一个超导体的磁单极子,这也可以解释为一个拓扑莫特绝缘体的场论。我们表明,这个模型是一个非紧的粒子和旋涡的拓扑场论的对偶。它与带有轴子项的超导宇宙弦模型具有完全相同的形式。我们认为在强耦合的边界场论的对偶性,并表明,在这种情况下,$θ$是量子化的$-8πn/m$,其中$n$和$m$是量子数与电荷和磁荷。这些拓扑状态缺乏一个非相互作用的等价物。
2016-10-03 cond-mat.supr-con hep-th
Chiral Meissner effect in time-reversal invariant Weyl superconductors
该研究探讨手性反常带来的轴子项对时间反演不变外尔超导体伦敦区性质的影响,揭示了轴子耦合引发的磁场旋转、超导体类型转变及新型手性超导态等效应,提供了清晰的实验观测特征。
2024-03-06 cond-mat.supr-con hep-ph hep-th
Topological aspects of dual superconductors
我们讨论的拓扑方面的两个间隙超导体之间的约瑟夫森耦合和没有间隙。我们解决了非平凡的拓扑方面的双重超导体及其连接到迈斯纳效应和磁通量子化。从U(1)$\times$ U(1)规范群所对应的弦的Hopf不变量、曲率和挠率的角度讨论了拓扑纽结弦几何.
2006-01-24 cond-mat.supr-con hep-th
Impact of the superconductors properties on the measurement sensitivity of resonant-based axion detectors
轴子,理论上解决强CP问题的假设粒子,目前被认为是冷暗物质组分的强候选者。基于共振的轴子探测器的信号功率,称为haloscopes,与它们的品质因数$Q$成正比。在本文中,使用超导体的性能的Haloscope的影响进行了研究,通过评估可获得的$Q$。特别地,从测量的涡旋运动复电阻率和这些材料的屏蔽长度开始,在感兴趣的频率、磁场和温度范围内计算NbTi、Nb $_3$ Sn、YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$和FeSe $_{0.5}$ Te $_{0.5}$的表面电阻$R_s$。从$R_s$的品质因数$Q$的圆柱形晕镜与铜圆锥形基地和cylindrical侧壁,与TM $_{010}$模式下工作,进行评估和使用不同的材料的性能进行比较。YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$和FeSe $_{0.5}$ Te $_{0.5}$都显示出相对于整个Cu腔提高几乎一个数量级的测量灵敏度,而NbTi显示出仅适用于较低的频率(<10 GHz)。Nb $_3$ Sn可以在整个感兴趣的光谱中给出中间改进。
2021-12-23 astro-ph.IM cond-mat.supr-con hep-ex
Topological field theory and thermal responses of interacting topological superconductors
本文研究了具有类属相互作用的三维时反不变拓扑超导体对外场的响应。第一个描述是引力拓扑场论,它给出了拓扑超导体的$Z_2$分类,并预测了表面上的半量子化热霍尔效应。第二种描述在表面上引入了一个s波邻近对场,并且相关的拓扑缺陷给出了拓扑超导体的整数$Z$分类。
2011-07-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Converting a topologically trivial superconductor into a topological superconductor via magnetic doping
我们提出了一个比较理论研究的影响,标准安德森和磁性障碍的拓扑相位的二维Rashba自旋轨道耦合超导体,与初始状态是拓扑平凡或非平凡的。利用自洽玻恩近似方法,我们证明了在弱耦合极限下,安德森无序的存在将使拓扑超导体变为拓扑平凡超导体。更令人惊讶的是,一个拓扑平凡的超导体可以被驱动到一个拓扑超导体稀释掺杂的独立磁紊乱,逐渐缩小,关闭,并重新打开准粒子间隙在一个非平凡的方式。这些拓扑相变的明显特点是相应的拓扑不变量的变化。这里的中心研究结果也证实了使用互补的数值方法,通过求解Bogoliubov-德Gennes方程自洽内的紧束缚模型。本研究为拓扑超导体的潜在实验实现提供了有吸引力的新方案。
2015-09-05 cond-mat.supr-con
The $\mathbf{Z}_{2}$ topological invariants in 2D and 3D topological superconductors without time reversal symmetry
在拓扑分类理论中,不具有时间反演对称性的二维拓扑超导体可用陈数来刻画。然而,在现实中,我们发现陈数并不能反映拓扑超导体边界态的全部性质。我们计算出了一些与粒子-空穴对称性有关的$\mathbf{Z}_{2}$不变量,这些不变量提供了比Chern数更多的拓扑超导体的信息。利用$\mathbf{Z}_{2}$不变量,我们定义了二维系统中的弱和强拓扑超导体。进一步解释了拓扑超导体中Chern数与边界态数不匹配的原因,并指出鲁棒Majorana零模是由$\mathbf{Z}_{2}$不变量而不是Chern数表征的.我们还将$\mathbf{Z}_{2}$不变量推广到三维非时间反演对称超导系统,包括有隙和无隙的情况。
2022-03-03 cond-mat.supr-con
Topological odd-parity superconductors
在这封信中,我们研究的拓扑相位的全带隙奇宇称超导体,这是区分的体积拓扑不变量和拓扑保护的无带隙边界状态。利用粒子-空穴对称性,我们引入了表征拓扑奇宇称超导体的Z_2不变量,它们具有或不具有时间反演不变量。对于奇宇称超导体,反演和U(1)规范对称性的组合明显地被保持,并且组合的对称性使我们能够从费米面结构的知识来评估Z_2不变量。将Z_2不变量与其它拓扑不变量联系起来,建立了拓扑奇宇称超导体的费米面拓扑特征。提供了各种维的拓扑奇宇称超导体的简单判据。我们的公式的节奇宇称超导体的影响进行了讨论。
2009-12-29 cond-mat.supr-con
Higher-order topological superconductor phases in a multilayer system
本文研究面内 Zeeman 耦合下的拓扑绝缘体/超导体多层结构,发现三类三维高阶拓扑超导相及其特征 Majorana 铰链、表面态。
2023-12-12 cond-mat.supr-con
Topological Majorana Lattice Model: Induced "Topological Superconductor" on Topological Superconductor with Vortex-lattice
本文研究了具有正方形涡格的s波拓扑SC。我们提出了一个拓扑Majorana格模型来描述这种拓扑状态。我们发现,Majorana格点模型实际上是一个在父拓扑SC上的“拓扑SC”,Majorana格点模型与具有涡格的拓扑SC之间的这种对应是拓扑态的另一个全息特征。此外,数值计算证实了我们的理论预测。
2012-12-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Time-reversal anomaly and Josephson effect in time-reversal invariant topological superconductors
拓扑超导体是在边界上具有受保护的Majorana表面/边缘态的带隙超导体。本文研究了时反不变拓扑超导体与s波超导体之间的约瑟夫森耦合。在所有物理维1,2,3中,时间反演不变拓扑超导体的Majorana边/表面态具有一种普遍的拓扑性质,我们称之为时间反演反常。由于时间反演反常,约瑟夫森耦合倾向于拓扑超导体和平凡超导体之间的非零相位差。非平凡的Josephon耦合导致SQUID几何结构中的半周期的电流-通量关系,并且在维度上也具有高于1的半周期夫琅和费效应。我们还表明,在平面内的磁场恢复普通约瑟夫森耦合,作为一个尖锐的签名,建议的效果是一个后果的拓扑边缘/表面状态的独特的时间反转属性。我们的建议提供了一个通用的方法来实验验证是否超导体是拓扑或没有。
2012-08-20 cond-mat.supr-con
Time-reversal-invariant $C_2$-symmetric higher-order topological superconductors
提出了一个二维DIII类超导体的最小晶格模型,该模型具有$C_2$保护的高阶拓扑结构。虽然这类超导体不能在高对称动量的对称特征值的拓扑特征,我们提出了一个简单的Wannier轨道为基础的实空间诊断,明确地捕获相应的高阶拓扑结构。在我们的极小模型中,我们进一步识别和表征了各种传统的拓扑相,包括弱拓扑超导体和具有手征对称保护的节点拓扑超导体。无序效应也被系统地研究,以证明高阶体边界对应的鲁棒性。我们的理论为预测和诊断$C_2$保护的DIII类超导体高阶拓扑奠定了基础。
2020-11-18 cond-mat.supr-con
Topological superconductors: a review
本文从教学角度阐述了拓扑超导体的基本概念、基本理论、预期性质和材料实现。解释了拓扑超导电性与马约拉纳费米子的关系,强调了色散马约拉纳费米子与定域马约拉纳零模的区别。拓扑超导性的各种路线的解释,强调自旋轨道耦合的作用。综述了拓扑超导的实验现状和可能的特征,重点介绍了内禀拓扑超导。
2017-04-04 cond-mat.supr-con
Topological invariants of time reversal invariant superconductors
通过将超导平均场哈密顿量映射为布洛赫哈密顿量,研究了带隙时反不变晶格超导体的拓扑不变量。在二维中有一个$Z_2 $不变量,在三维中有四个这样的不变量。我们简要地讨论了具有非平凡拓扑不变量的态的性质。
2006-08-02 cond-mat.supr-con
Topological Phase Transitions and a Two-Dimensional Weyl Superconductor in a Half-Metal/Superconductor Heterostructure
通过改变半金属薄膜的磁化方向,我们发现了半金属/超导体异质结构中的一系列拓扑相变。这些包括具有体隙的拓扑超导相和没有体隙但具有普遍存在的局部隙的另一相之间的转变。同时,边缘态从反向传播的Majorana边缘模转变为单向的Majorana边缘模。此外,我们还发现了第二相和结相之间的跃迁,结相是一个具有费米线边缘态的二维Weyl超导体。我们确定的拓扑不变量相关的每个阶段和对称性,保护外尔超导相。
2016-10-16 cond-mat.supr-con
Duality in topological superconductors and topological ferromagnetic insulators in a honeycomb lattice
半填充附近的蜂窝晶格的大Hubbard $U$极限的基态是单重态$d+id$波超导体。还已知的是,这种$d+id$超导体在狄拉克锥处局部表现出手征$p+ip$配对,其特征在于$2\mathbb{Z}$拓扑不变量。通过构造一个对偶变换,我们证明了这种$2\mathbb{Z}$拓扑超导体等价于两个拓扑铁磁绝缘体的集合。作为对偶性的结果,$d+id$超导体的电子结构的拓扑结构是通过调节栅极电压来改变化学势而可控的。特别是,而不是总是一个手征超导体,我们发现,$d+id$超导体经历了一个拓扑相变从一个手征超导体的准螺旋超导体的间隙振幅或化学势的减少。准螺旋超导相的特征在于在赝自旋电荷扇区的拓扑不变量与消失的陈数和自旋陈数。通过分析拓扑不变量与旋转对称性之间的关系,进一步阐明了拓扑相变。由于带隙函数和自旋-轨道相互作用所携带的角动量,我们表明,通过将$d+id$超导体放置在铁磁体附近,可以访问各种具有较高陈数特征的手性超导相,为在边缘托管大量的Majorana模式提供了一个新的平台。
2016-01-06 cond-mat.supr-con
Topological Superconductivity in an s-wave Superconductor and Its Implication to Iron-based Superconductors
在同时存在空间和时间反转对称性的情况下,s波A1 g超导态通常是拓扑平凡的。在这里,我们证明了一个例外,可以发生在一种类型的非对称晶格结构。我们指定的演示在一个系统中的中心对称空间群P4/nmm,对称群,管理铁基超导体,通过显示存在的二阶拓扑状态的镜像对称保护。拓扑超导电性的特征是在(1,0)边上的2 Z简并Dirac锥,以及在(1,1)和(1,-1)边的交叉处的Z对Majorana模。给出了拓扑态的拓扑不变性和费米面判据。此外,我们指出,以前提出的铁基超导体中的s波状态,其特点是一个符号变化的超导序参量之间的两个电子口袋,是这样的拓扑状态。因此,这些结果不仅开辟了一条追求拓扑超导性的新途径,而且还建立了一个可测量的量来解决关于铁基超导体配对性质的长期争论。
2021-06-08 cond-mat.supr-con
Generating Giant Spin Currents Using Nodal Topological Superconductors
在这项工作中,我们表明,一个巨大的自旋电流可以注入到一个节点拓扑超导体,使用正常的顺磁铅,通过大量的零能量马约拉纳费米子在超导体边缘。巨自旋流是由Majorana费米子诱导的选择性等自旋Andreev反射(SESAR)引起的。在每个SESAR事件中,一对具有一定自旋极化的电子被注入到节点拓扑超导体中,尽管节点超导体中的配对是自旋单线态s波。我们进一步解释了自旋电流的起源,表明在节点拓扑超导体的边缘的配对相关主要是在零能量的自旋三重态。SESAR的实验结果在结拓扑超导体进行了讨论。
2015-10-22 cond-mat.supr-con
Probing Topological Superconductors with Sound Waves
介绍了一种新的探测拓扑超导体的方法。超态费米子的积分产生拓扑$\mathbf{Chern-Simons}$声音作用。位错在样品内部诱导出马约拉纳零模,从而产生一个新的哈密顿量,该哈密顿量耦合了马约拉纳模、电子场和非阿贝尔应变场声。该哈密顿量用于计算反常声吸收。拓扑超导体在超导能隙以下由于准粒子和马约拉纳费米子之间的跃迁而吸收声音。声波为探测马约拉纳费米子提供了新的工具。
2015-01-25 cond-mat.supr-con
Momentum space imaging of Cooper pairing in a half-Dirac-gas topological superconductor (a helical 2D topological superconductor)
狄拉克电子中的超导性最近被提出作为高能物理和凝聚态物理中新概念之间的一个新平台。超对称性和奇异准粒子在粒子物理学中仍然是难以捉摸的,但它们在超导狄拉克电子系统中可能被实现为出射粒子。利用人工制备的拓扑绝缘体-超导体异质结构,我们提出了在半狄拉克气体二维拓扑超导体中库珀对存在的直接光谱证据。我们的研究揭示了在考虑电子自旋自由度的情况下,螺旋狄拉克气体中的超导性与普通二维超导体中的超导性有着明显的不同。我们进一步表明,狄拉克电子的配对可以抑制时间反演对称性破缺杂质去除的区别。我们的演示和动量空间成像库珀配对在半狄拉克气体及其磁行为一起作为一个至关重要的二维拓扑超导体平台,为未来测试新的基础物理预测,如涌现超对称性和量子临界拓扑系统。
2014-10-20 cond-mat.supr-con
Chiral Gravitomagnetic Effect in Topological Superconductors and Superfluids
本文从理论上研究了三维拓扑超导体和超流体的动力学关联响应。有人提出,在三维时反不变拓扑超导体和超流体中,可以导出一个类似于拓扑绝缘体中θ项的引力拓扑项,而动力学引力轴子场可以通过相对相位的涨落来实现,即,通过拓扑$p$ -波配对和常规$s$ -波配对之间的Leggett模式。在动力学引力轴子场的存在下,我们提出了“手征引力磁效应”的出现,即引力磁场产生的热流,即,通过机械旋转。这种效应可以被看作是手征磁效应的热对应物,手征磁效应主要在Weyl半金属中进行了研究。我们还发现了体材料中反常热霍尔效应的存在。我们讨论了一个可能的应用我们的研究外尔超导体的热响应。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A New Platform for Engineering Topological Superconductors: Superlattices on Rashba Superconductors
寻找支持Majorana费米子激发的拓扑超导体一直是凝聚态物理的重要课题。在这项工作中,我们提出了一个新的工程拓扑超导体的实验方案。在这个方案中,通过操纵放置在具有Rashba自旋轨道耦合的超导体顶部的有机分子的超晶格结构,可以在不微调化学势的情况下实现拓扑超导相。此外,通过改变有机分子的超晶格结构,可以得到不同陈数的超导体。
2015-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conversion of a conventional superconductor into a topological superconductor by topological proximity effect
实现马约拉纳费米子的拓扑超导体是凝聚态物理的核心挑战。一种方法是在异质结构中使用超导邻近效应(SPE),其中与超导体接触的拓扑绝缘体通过库珀对穿过界面而具有有效的p波配对。然而,这种方法在访问深埋在地表下的拓扑界面时遇到困难。在这里,我们提出了一种替代方法来实现拓扑超导性没有SPE。在TlBiSe_2衬底上生长的Pb(111)薄膜中,我们发现衬底TlBiSe_2的Dirac锥态迁移到Pb薄膜的上表面,并在Pb的超导转变温度以下获得一个能隙。这表明BCS超导体通过拓扑邻近效应转变为TSC。我们的发现开辟了一条操纵材料拓扑超导性质的途径。
2020-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum transport in topological insulator hybrid structures -- A combination of topological insulator and superconductor
本文简要回顾了拓扑绝缘体的发展历史。然后,讨论了拓扑绝缘体-超导体混合结构中的电子输运实验,包括实验方法、物理性质和看似矛盾的观察结果。此外,还提出了一些新的拓扑绝缘体杂化结构。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological surface states in nodal superconductors
拓扑超导体由于其在器件制造和量子信息方面的潜在应用而成为研究热点。除了完全带隙超导体外,非常规超导体的序参量中含有点或线节点也可以表现出非平凡的拓扑特性。本文综述了节点拓扑超导体理论研究的最新进展,重点介绍了Weyl和非中心对称超导体及其表面保护态。使用选定的例子,我们审查这些系统的散装拓扑性质,研究不同类型的拓扑表面状态,并检查其不寻常的属性。此外,我们还综述了一些拓扑超导性的候选材料,并讨论了拓扑表面态的不同实验特征。
2015-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Realizing DIII Class Topological Superconductors using $d_{x^2-y^2}$-wave Superconductors
本文证明了具有Rashba自旋轨道耦合的准一维$d_{x^2-y^2}$波超导体是拓扑超导体。这种时间反演不变的DIII类TS支持两个拓扑保护的零能量马约拉纳费米子在系统的每一端。与使用s波超导体的提议相反,在s波超导体中,需要强磁场和化学势的微调来产生马约拉纳费米子,在我们的提议中,拓扑非平凡的制度可以在没有磁场和广泛的化学势的情况下达到。实验签名和实现拟议的超导状态进行了讨论。
2012-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductor from superconducting topological surface states and fault-tolerant quantum computing
二维手征$p$波超导/超流体系统是拓扑量子计算中最简单、最稳定的系统。自然界中这种拓扑超导体/超流体的候选者非常罕见。一种普遍认为的手征$p$波超流体是$ν=\frac{5}2$分数量子霍尔效应中的摩尔-里德态,尽管实验证据还没有决定性。利用量子反常霍尔绝缘体-超导体混合结构实现手征$p$波超导体的实验一直存在争议。在这里,我们报告了一个新的机制,实现二维手性$p$波超导体的表面上的三维$s$波超导体,具有拓扑能带结构和支持超导拓扑表面态(SC-TSS),如铁基超导体Fe(Te,Se)。我们发现,通过薄膜上下表面的SC-TSS之间的隧穿和配对,或两个超导体的相对表面之间的隧穿和配对,可以产生一种新出现的二维时间反演对称性破缺的手征拓扑超导体.拓扑保护的任意子涡旋与马约拉纳零模式,以及手征马约拉纳费米子边缘模式,可以用作一个平台,更有利的非阿贝尔编织操作。我们提出了一种新的具有六个手征马约拉纳费米子边缘模的CNOT门器件,为容错通用量子计算铺平了道路。
2020-03-26 cond-mat.supr-con quant-ph
Conductance spectroscopy of topological superconductor wire junctions
本文研究了一维正常超导体(NS)结的零温输运性质。在拓扑NS结推广的Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)形式下,我们解析地计算了两种拓扑超导体模型:无自旋内禀$p$波超导体和塞曼场中自旋轨道耦合$s$波超导体的微分电导.在这两种情况下,我们验证了零偏置电导是稳健的量化在$2e^2/h$的拓扑制度,而它需要在非拓扑阶段的非普适值。在拓扑状态下的电导谱在零偏置的某些参数制度,与自旋轨道耦合和势垒透明度的强度控制的峰宽发展。
2015-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological states in A15 superconductors
具有A15结构的超导体是典型的II型s波超导体,在早期超导材料历史中引起了相当大的兴趣。然而,迄今为止,电子结构的拓扑性质仍然未被注意到。在这里,使用基于密度泛函理论的第一性原理能带结构计算,我们表明,A15超导体(Ta $_3$ Sb,Ta $_3$ Sn和Ta $_3$ Pb)在体电子能带结构中具有非平凡的能带拓扑结构,导致在费米能附近形成拓扑表面态。由于体超导电性,即使没有拓扑绝缘体和s波超导体的异质结构,拓扑表面态中的邻近效应也会诱导拓扑超导电性。我们的结果表明,A15超导体是实现拓扑超导电性和马约拉纳费米子的有希望的候选者。
2018-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Correlated spin currents generated by resonant crossed Andreev reflections in topological superconductors
拓扑超导体支持马约拉纳费米子激发,由于其新颖的输运性质及其在容错量子计算中的潜在应用,一直是深入研究的主题。在这里,我们提出了一种新型的拓扑超导体,它可以用作一种新的相关自旋电流源。我们表明,诱导超导AIII类拓扑绝缘体线,尊重手征对称性和支持保护的费米子端态,将导致拓扑超导体。这种拓扑超导体支持两个拓扑相,分别具有一个或两个马约拉纳费米子端态。在含有两个马约拉纳费米子的相态中,由于马约拉纳诱导的共振交叉Andreev反射,超导体可以在两个空间分离的引线中有效地将库珀对分裂成电子。在引线中产生的电流是相关的和自旋极化的。重要的是,所提出的拓扑超导体可以使用接近超导体的量子反常霍尔绝缘体来实现。
2014-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cross-Correlated Responses of Topological Superconductors and Superfluids
我们研究了拓扑超导体和超流体对温度梯度和转动的非平凡响应。在二维带隙系统中,将计算霍尔电导率的Stravida公式推广到霍尔热导率。应用这个公式的三维拓扑超导体的马约拉纳表面状态预测的轨道角动量和热极化(熵极化)之间的交叉相关的响应。这些结果与三维拓扑超导体和超流体的重力电磁描述有着天然的联系,类似于${\mathbb{Z}}_2$拓扑绝缘体中的拓扑磁电效应.
2011-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Mid-gap States of px+ipy Topological Superconductor with Vortex superlattice
本文研究了具有涡旋超晶格的px+ipy拓扑超导体。我们发现,涡旋超晶格诱导的带隙中存在带隙,并且带隙中具有非平凡的拓扑性质,包括无带隙边缘态和非零缠绕数。提出了一个拓扑各向异性紧束缚Majorana晶格模型来描述中间能隙态。
2014-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Classification of Majorana Fermions in Two-Dimensional Topological Superconductors
近年来,马约拉纳费米子(MF)由于其奇异的统计特性和在拓扑量子计算(TQC)中的潜在应用而引起了人们的广泛关注。它们被认为存在于各种二维拓扑系统中,如px+ipy拓扑超导体和超导-超导杂化系统。本文指出了两种不同多边形符号规则的Majorana费米子。通过寻找一阶拓扑量子相变的特征,给出了确定MF分类的“确凿的”数值证据。利用它研究了几种二维拓扑超导体。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana modes in time-reversal invariant s-wave topological superconductors
我们提出了一个支持Majorana边缘模的时间反演不变s波超导体。该模型的多带特性和自旋轨道耦合是实现这种拓扑超导体的关键。我们用部分陈数和刻画了拓扑相图,并指出后者与时反不变模的费米子数的奇偶性有物理关系。通过考虑s波对隙的自洽约束,我们还建立了直接拓扑超导体到拓扑绝缘体量子相变的可能性。
2012-01-19 cond-mat.supr-con quant-ph
Hall conductivity as bulk signature of topological transitions in superconductors
拓扑超导体可以经历具有不同拓扑数的相之间的转变,这与拓扑绝缘体的情况一样,与无隙(马约拉纳)边缘状态的存在有关。在$\mathbb{Z}$拓扑绝缘体中,电荷霍尔电导率是量子化的,与在边缘处运行的无带隙状态的数量成比例。然而,在超导体中,电荷不守恒,因此,即使在$\mathbb{Z}$拓扑超导体的情况下,$σ_{xy}$也不量子化。在这里,它示出,而$σ_{xy}$不断演变之间的不同的拓扑相位的$\mathbb{Z}$拓扑超导体,其衍生物显示尖锐的功能信号的拓扑转变。我们详细考虑了具有p波对称性的三重态超导体在存在Rashba自旋轨道耦合和外加塞曼自旋分裂的情况下的情况。推广的情况下,配对矢量是不对齐的SO耦合。我们还推广到正常系统已经拓扑非平凡的情况。
2013-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of unconventional band topology in a superconducting doped topological insulator, Cux-Bi2Se3: Topological Superconductor or non-Abelian superconductor?
最近发现掺铜的拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$在冷却时经历超导转变,这提高了它是第一个已知的“拓扑超导体”或实现新的非阿贝尔超导状态的可能性。它的真正性质取决于关键的体和表面状态带拓扑结构。我们提出了第一个光电子能谱的结果,通过检查在许多不同的铜掺杂值的能带拓扑,我们发现,拓扑保护的自旋螺旋表面状态保持良好的保护和分离的费米能级,其中铜配对发生在最佳掺杂的拓扑绝缘体的体狄拉克带。铜的加入导致非线性电子掺杂和强重整化的拓扑表面态。这些极不寻常的观测结果强烈地表明,在Cu $_x$ Bi $_2$ Se $_3$的拓扑表面上的超导性不能是任何常规类型的一般拓扑理论。首次报道了三维体狄拉克能带结构的超导掺杂态和拓扑不变性质,这将有助于为这种新型超导体制定一个具体的理论。
2009-12-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Refined symmetry indicators for topological superconductors in all space groups
拓扑超导体是物质的奇异相,具有强大的表面状态,可以用于拓扑量子计算。将拓扑不变量与正常态费米面上的配对序参量的行为联系起来是寻找拓扑超导体的一个有用的指导原则。现有的公式,然而,成为最近提出的拓扑晶体超导体类的预测不足。在这项工作中,我们提出了拓扑(晶体)超导体的对称性指标的理论,以涵盖所有的空间群。我们的主要结果是详尽的计算各种对称设置下的超导体的指标组。我们进一步说明了这种方法的力量,通过分析四重对称超导体与或不反转对称,并表明,该指标可以诊断拓扑超导体的表面状态不同的维度或指示在体激发光谱的间隙。
2019-10-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in proximity to type-II superconductors
邻近耦合到超导体的一维系统可以被外部磁场驱动到拓扑超导相。在这里,我们调查的效果,由磁场在提供邻近效应的II型超导体中创建的涡旋。我们确定不同的方式,拓扑保护的马约拉纳模式可以妥协,并讨论策略,以规避这些不利影响。我们的研究结果也与邻近量子霍尔边缘态的拓扑相有关。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Higher-order topological odd-parity superconductors
带隙奇宇称超导体的拓扑性质是由正常态的费米面和对节点共同决定的。我们揭示了费米面的可收缩性和非平凡Berry相的存在是实现高阶拓扑奇宇称超导体(HOTOPSC)的两个关键条件。当正常态为正常金属时,我们揭示了可移动Dirac对节点的必要性,并提供了实现HOTOPSC的一般而简单的原理。我们的研究结果不仅可以用于分析奇宇称超导体的拓扑性质,而且由于它们在哈密顿描述中的直接类比性,可以作为设计高阶拓扑超导体和高阶拓扑绝缘体新平台的指导原则。
2019-05-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Induced topological order at the boundary of 3D topological superconductors
我们提出了紧束缚模型的三维拓扑超导体在DIII类,支持各种绕组数。我们表明,无间隙的马约拉纳表面状态出现在他们的边界与体积边界对应。在塞曼场的存在下,表面态变得带隙,边界表现为D类的二维超导体。重要的是,2D和3D缠绕数是一致的,这意味着边界的拓扑顺序是由3D块体的顺序引起的。因此,在类DIII的三维拓扑超导体的边界可以用于本地化马约拉纳零模式的鲁棒实现。
2014-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Bulk Topological Superconductors
这篇综述介绍了已知的大块拓扑超导体的候选者,并将它们与时间反演对称性(TRS)和间隙结构进行了分类。详细介绍了两种典型拓扑超导体TRS断裂的Sr_2RuO_4和TRS保持的Cu_xBi_2Se_3的最新研究进展。
2016-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological Crystalline Insulators and Topological Superconductors: From Concepts to Materials
本文综述了拓扑绝缘体以外的拓扑材料的最新研究进展,特别是拓扑晶体绝缘体和体相拓扑超导体。阐述了这些新拓扑材料的基本概念、模型哈密顿量和新颖的电子性质。的关键作用的对称性,其拓扑性质的基础上阐明。讨论了它们在材料实现中的关键问题。
2015-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A new superconductor derived from topological insulator heterostructure
拓扑超导体(TSC)是当前的重要兴趣,因为它们为寻找马约拉纳费米子提供了有前途的平台。在这里,我们报告了一种新的超导体的合成插入到自然形成的拓扑绝缘体(TI)的异质结构由非拓扑PbSe单元分离的Bi 2 Se 3 TI单元。在TI基超导体中,这种材料的比热行为首次表明了具有间隙节点的非常规超导性的发生。在强自旋-轨道耦合超导体中,能隙节点的存在会导致自旋分裂的Andreev束缚态,这是拓扑超导性的标志。因此,这种新的超导体成为一个有趣的候选TSC。
2014-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Majorana Zero Modes Protected by Hopf Invariant in Topologically Trivial Superconductors
马约拉纳零模通常归因于拓扑超导体。我们研究了一类二维拓扑平凡的超导体没有手征边缘模式,但主机强大的马约拉纳零模式的拓扑缺陷。这个最小的单带模型的建设是由霍普夫映射和霍普夫不变量。这项工作将刺激调查的Majorana零模式的超导体在拓扑平凡的制度。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el