Superconductivity in Two-Dimensional Systems with Unconventional Rashba Bands
本文提出一个具有非常规Rashba能带的二维模型,证明自旋三重态配对d矢量可平行或垂直于g矢量,并提出隧穿结检测方案,发现可实现手性p波拓扑超导态,并指出PtBi2等材料表面可承载该机制。
2024-10-18 cond-mat.supr-con
Long-lived non-equilibrium superconductivity in a non-centrosymmetric Rashba semiconductor
我们报告的非平衡磁动力学在拉什巴超导体GeTe,它缺乏在散装反转对称性。我们发现,在低温下的系统表现出一个非平衡态,它的衰变时间尺度,超过传统的电子散射时间的许多数量级。这揭示了一个非平衡磁响应,是不对称的磁场逆转,引人注目的是,诱导一个非平衡超导状态不同于平衡的。我们开发了一个模型的Rashba系统,其中非平衡态配置放松在一个有限的时间尺度上捕获的定性特征的数据。我们还获得了另一个非超导Rashba系统的慢动力学的证据。我们的工作为非中心对称超导体和Rashba系统的动力学提供了新的见解。
2019-02-12 cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in bilayer Rashba system
本文从理论上研究了两层相互作用的Rashba系统中可能存在的拓扑超导电性,该系统可以由半导体和氧化物的异质结构构成。杂化导致了单粒子弥散中的间隙,以及两层之间的电子-电子相互作用导致了新的超导电性相图。结果表明,当费米能级在杂化能隙内,层间相互作用为排斥作用时,拓扑超导电性{ \it without breaking time-reversal symmetry}得以实现,这两个条件在实际系统中都能满足.在紧束缚模型中对边缘通道进行了数值研究,并给出了几个实验预测。
2012-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effect of disorder on superconductivity and Rashba spin-orbit coupling in LaAlO3/SrTiO3 interfaces
在两个绝缘体LaAlO 3和SrTiO 3之间的界面处形成的二维电子气(2-DEG)的一个相当独特的特征是托管栅极可调超导性和强自旋轨道耦合。在目前的工作中,我们使用的Cr取代的Al原子在LaAlO 3作为一种工具,探索在这些界面的超导性和自旋轨道耦合的性质所产生的无序。观察到的超导Tc的减少与Cr掺杂一致的增加的电子-电子相互作用中存在的障碍。此外,自旋-轨道耦合与栅极电压和Cr掺杂的演变表明,在Rashba型自旋-轨道相互作用的存在下,D 'Yakonov-Perel自旋弛豫机制。
2016-10-05 cond-mat.supr-con
Crossover of Ising- to Rashba-Type Superconductivity in Epitaxial Bi2Se3/Monolayer NbSe2 Heterostructures
一个拓扑绝缘体(TI)与一个s波超导体的接口已经被预测拥有一种不寻常的超导形式,称为拓扑超导(TSC)。分子束外延(MBE)是大规模制备TI/超导体异质结的主要方法。虽然已经实现了在s波超导体上生长外延TI膜,但合成原子级薄的TI/超导体异质结构仍然是一个突出的挑战,这对于工程TSC相至关重要。在这里,我们使用分子束外延生长Bi 2Se 3薄膜的单层NbSe 2上的控制厚度,并进行原位角分辨光电子能谱和异位磁输运测量这些Bi 2Se 3/单层NbSe 2异质结。我们发现,在Bi_2Se_3/单层NbSe_2异质结构中,Rashba型体量子阱带和自旋非简并表面态的出现与超导电性的面内上临界磁场的显著抑制相一致.这是从伊辛到拉什巴型超导配对的交叉的签名,通过改变Bi 2Se 3膜厚度引起的。我们的工作开辟了一条新的途径,探索一个强大的TSC相在TI/Ising超导体异质结构。
2022-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Interplay of Zeeman field, Rashba spin-orbit interaction, and superconductivity: Transition temperature and quasiparticle excitation
该研究理论分析外塞曼场与Rashba自旋轨道耦合对超导转变温度、准粒子激发能及$s$/$p$波配对态的影响,并联系A$_2$Cr$_3$As$_3$超导体进行验证。
2025-06-11 cond-mat.supr-con
Theory of superconductivity mediated by Rashba coupling in incipient ferroelectrics
实验证据表明,超导性SrTiO $_3$介导的软横向铁电模式,根据传统的理论,与电子的耦合可以忽略不计。一个唯象的Rashba型耦合已经提出了对称性的论点,但缺乏微观推导。在这里,我们填补了这个空白,并直接从电子结构的最小微观模型获得线性耦合。我们发现有效的电子-电子对相互作用具有很强的动量依赖性。这产生了一种不寻常的情况,其中前导$s$波通道之后是子前导$p$波状态,其显示出比$d$波状态更强的配对不稳定性。借助第一性原理计算方法,对掺杂SrTiO $_3$的最低能带进行了裸Rashba耦合常数的估算.外推的估计多带制度,我们表明,它可以解释体超导。对于未观察到迈斯纳效应的密度,需要由于不均匀性而额外软化来解释零电阻状态。
2022-06-06 cond-mat.supr-con
Spin-orbit coupled superconductivity: Rashba-Hubbard model on the square lattice
弱耦合重整化群方法是研究关联电子晶格模型超导不稳定性的一种渐近精确方法。在这里,我们将其扩展到自旋轨道耦合晶格系统和研究新兴的超导相的Rashba-哈伯德模型。由于Rashba型自旋轨道耦合破坏了反转对称性,所产生的超导相可能是自旋单重态和自旋三重态的混合物。我们以二维正方晶格为范例,讨论了自旋轨道耦合超导态的对称性,包括螺旋自旋三重态超导性。我们还讨论了如何最好地处理分裂的能带内的方法,限制成对电子的费米表面上的动量。
2020-12-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity with Rashba Spin-Orbit Coupling and Magnetic Field
氧化物界面处的二维电子系统经常受到Rashba型自旋轨道耦合(SOC)的影响,该SOC可通过横向电场调节。界面处的铁磁性可以同时感应出强的局部磁场。SOC和磁性的这种组合导致不对称的两层费米表面,在该表面上,带内或带间配对是有利的。在微观配对模型下,导出了超导序参量,即在主导磁场下带间配对的Bardeen-Cooper-Schrieffer超导体和在主导SOC下有限动量配对的混合宇称带内配对超导体,给出了超导基态的相图,分析了不同相的态密度.结果进行了讨论的背景下,在LaAlO 3-SrTiO 3界面的超导电性和铁磁性。
2013-05-27 cond-mat.supr-con
Spin singlet topological superconductivity in the attractive Rashba Hubbard model
本研究采用量子蒙特卡洛动力学团簇近似,发现Rashba耦合可抵消塞曼场的自旋不平衡以恢复超导,且足够强的Rashba耦合与塞曼场可诱导非平庸拓扑超导态,为拓扑超导实现提供新依据。
2022-12-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pressure-induced superconductivity in the giant Rashba system BiTeI
在环境压力下,BiTeI是发现的第一种表现出大块电子带的巨大Rashba分裂的材料。在低压下,BiTeI经历了从平凡绝缘体到拓扑绝缘体的转变。在更高的压力下,已知会发生两种结构转变。我们已经进行了一系列的电阻率和交流磁化率测量BiTeI在压力高达~40 GPa的努力,以表征高压相的属性。先前的计算发现,高压正交P4/nmm结构BiTeI是金属。我们发现这种结构是超导的,其Tc值高达6 K。交流磁化率测量支持的超导体的性质。使用电子结构和声子计算,我们计算Tc,发现我们的数据是一致的声子介导的超导性。
2016-10-25 cond-mat.supr-con
Dimerization-induced topological superconductivity in a Rashba nanowire
我们分析了二聚化对邻近超导衬底的Rashba纳米线的拓扑相的影响。我们发现跳跃积分和自旋-轨道耦合的周期性交替可以导致能带反转,诱导过渡到拓扑非平凡的超导相,主机的马约拉纳零能模式。这种“二聚诱导拓扑超导性”完全排斥均匀纳米线的拓扑相,无论它们何时发生重叠。我们提供了一个分析的理由,这种令人费解的行为的对称性/宇称的考虑的基础上,并讨论可行的光谱方法,其经验观察。我们还测试了拓扑超导相对静电无序的稳定性。
2020-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced triplet superconductivity in Rashba materials
我们研究了一个传统的s波超导体和导体之间的邻近结与Rashba自旋轨道耦合,特别关注的自旋结构的诱导配对振幅。我们发现,自旋三重态配对关联诱导自旋轨道耦合在一维和二维系统由于提升自旋简并。此外,这种诱导的三重配对具有对无序具有鲁棒性的奇数频率依赖性的分量。我们的预言是基于精确的Gor'kov方程的解,并且超越了准经典近似。
2015-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Superconductivity in Rashba Spin-Orbital Coupling Suppressed Monolayer \{beta}-Bi2Pd
弱夹层范德华材料β-Bi 2 Pd最近被确定为具有非常规自旋三重态配对和涡旋处的Majorana零模的强拓扑超导体候选者。本文根据我们的有效理论模型,研究了单层β-Bi_2 Pd中至今仍不清楚的拓扑特征和超导配对。我们发现,非Rashba自旋轨道耦合在实现和调整各种新的拓扑性质中起着至关重要的作用。特别地,在单层β-Bi 2 Pd中发现了自旋三重态p波超导配对与Majorana零模.我们的研究加深了对单层β-Bi 2 Pd的拓扑结构和超导电性的理解,表明它是实现低维拓扑超导电性的一个很有前途的平台.
2021-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Distinguishing nodal and nonunitary superconductivity in quasiparticle interference of an Ising superconductor with Rashba spin-orbit coupling: an example of NbSe$_2$
本研究以NbSe₂单层为例,通过单带模型与对称性分析得到超越最近邻近似的新型超导配对函数,并利用精确T矩阵计算发现准粒子干涉图样可区分配对类型与对称性破缺情况,为识别Ising超导体的超导类型提供了方法。
2024-07-15 cond-mat.supr-con
Proximity-driven ferromagnetism and superconductivity in the triangular Rashba-Hubbard model
双层莫尔结构是研究强关联电子系统物理的一个高度可调的实验室。特别地,低能量下的莫尔过渡金属二硫属化物被认为是由具有自旋轨道耦合的三角晶格上的单个窄带哈伯德模型描述的。受扭曲双层材料中超导性的最新实验证据的启发,我们在二维单带Rashba-哈伯德模型中研究了可能的超导配对.在最近邻和次最近邻跳跃的情况下,利用随机相位近似,我们分析了自旋涨落的结构和超导能隙函数的对称性。我们表明,Rashba自旋轨道耦合有利于铁磁涨落,加强三重态超导性。如果由于空间反转对称性的缺乏而违反宇称,则超导性的单线态(d波)和三线态(p波)通道将混合。此外,我们表明,时间反演对称性可以自发打破导致手征超导态。最后,我们考虑准粒子干涉作为一种可能的实验技术来观察超导能隙对称性。
2021-11-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dynamical vortex phase diagram of 2D superconductivity in gated MoS2
最近发现的二维(2D)超导体揭示了各种新的物理性质,包括涡旋物质。在本文中,我们报告的输运性质和动力学相图在零磁场的离子门控二硫化钼。除了在电流-电压特性中的普遍跳跃显示Berezinskiii-Kosterlitz-BKT(Berezinskiii-Kosterlitz-BKT)转变的明确证据之外,我们还观察到电阻的温度和电流导数中的多个峰,基于此构建了电流-温度平面中的动态相图。我们发现电流诱导的涡旋-反涡旋对的动力学状态,包含与相滑移线。此外,我们提出了一个全球性的相图的涡旋门控二硫化钼捕获清洁的二维超导体的涡旋物质的性质。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Mechanism for unconventional superconductivity in the hole-doped Rashba-Hubbard model
受拓扑超导性研究的启发,本文研究了具有第一和第二近邻跳跃的正方晶格上空穴掺杂Rashba-哈伯德模型的超导配对不稳定性.在弱耦合方法的基础上的随机相位近似,我们计算的自旋涨落介导的配对相互作用的自旋轨道耦合和空穴掺杂的函数。Rashba自旋轨道耦合分裂了带的自旋简并,这导致在两种不同的填充处的两个van Hove奇点。我们发现,这两个范霍夫填充之间的一个广泛的掺杂区域的自旋波动表现出强铁磁的贡献。由于这些铁磁波动,三重$f$波配对通道是占主导地位的填充区域内,导致在拓扑nontrival阶段。我们讨论了可能的实验实现这一阶段的重费米子混合结构。
2018-04-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity near the saddle point in the two-dimensional Rashba system Si(111)-$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$-(Tl,Pb)
二维Rashba超导体Si(111)- $\sqrt{3}\times\sqrt{3}$ -(Tl,Pb)是一种自旋单重态和自旋三重态混合超导的候选平台。最近的扫描隧道显微镜(STM)实验揭示了在涡核处的赝能隙,这表明了有限的三重态分量[T。Nakamura $\textit{et al.}$,Phys. Rev. B $\bf{ 98}$,134505(2018)]。超导能隙和低能能带结构的详细光谱信息对于建立假定的三重态超导性是必要的。在此,我们使用超低温STM对Si(111)- $\sqrt{3}\times\sqrt{3}$ -(Tl,Pb)进行了高能量分辨率光谱成像实验。我们发现,各种光谱特征,包括涡旋芯光谱,是一致的自旋单线态$s$波超导,没有迹象的三重态组件。这与先前的STM结果明显矛盾,表明在同一系统中超导性的性质发生了变化。通过对准粒子干涉图样的分析,我们发现费米能级位于靠近$\overline{\rm{M}}$点的鞍点附近。我们推测,超导性的性质取决于鞍点能量相对于费米能量,这是样品依赖于由于不同的带填充。
2022-01-30 cond-mat.supr-con
Effects of Rashba-spin-orbit coupling on superconducting boron-doped nanocrystalline diamond films: evidence of interfacial triplet superconductivity
在金刚石的许多显著特性中,当重掺杂硼时的超导能力吸引了碳社区的极大兴趣。当考虑纳米晶硼掺杂系统时,减少的维度和限制效应导致了几个有趣的观察结果,最值得注意的是,混合超导相的特征。在这里,我们提出了超高分辨率透射电子显微镜成像的晶界,并演示了如何复杂的微观结构导致增强的载流子相关性。我们观察到自旋轨道耦合(SOC)的标志性特征表现为弱的反局域化效应。增强的SOC被认为是由于在晶界界面处的反转对称性破缺以及晶粒之间的反对称限制电位的组合,诱导Rashba型SOC。从一个明显的零偏置峰的差分电导,我们证明了一个三重态组件的签名,相信是由于自旋混合所造成的隧穿单线态库珀对通过这样的Rashba-SOC晶界结。
2020-09-01 cond-mat.supr-con
Spin and Charge Signatures of Topological Superconductivity in Rashba Nanowires
我们考虑了一种具有邻近带隙的Rashba纳米线,它可以通过调节外部磁场或化学势而进入拓扑相。研究了开、闭系统中体准粒子态通过拓扑跃迁时的自旋和电荷。我们表明,分析和数值,自旋周围的拓扑间隙的散装状态反转其符号时,由于带反转的过渡,独立的存在下,在系统中的马约拉纳费米子。这种自旋反转可以被认为是可以通过实验获得的拓扑超导性的体特征。我们发现一个类似的行为的散装准粒子状态的电荷,也表现出在过渡的符号反转。我们表明,这些签名是强大的,对随机静态无序。
2017-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Change of the Fermi Surface in Low Density Rashba Gases: Application to Superconductivity
强自旋轨道耦合可以对金属或半导体中的电子结构产生深远的影响,特别是对于低电子浓度。我们展示了如何,对于小的值的费米能量相比,Rashba型的自旋轨道分裂,费米表面的拓扑变化导致有效的降低电子态密度的维数。我们研究了它对超导不稳定性开始的影响。通过求解临界温度随自旋-轨道耦合和电子密度变化的Eliashberg方程,我们发现超导临界温度在此区域内受自旋-轨道耦合的影响很大.我们认为具有强自旋轨道耦合的材料是增强超导性的良好候选者。
2006-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity protected by spin-valley locking in ion-gated MoS2
对称性破缺在具有强自旋轨道相互作用(SOI)的非中心对称超导体中起着关键作用。然而,到目前为止,这些研究主要集中在一种特定类型的SOI上,称为Rashba SOI,其中电子自旋以直角锁定其动量,从而导致平面内螺旋自旋纹理。在这里,我们讨论了电场诱导的超导性二硫化钼(MoS2),它表现出从根本上不同类型的本征SOI表现出的面外塞曼型自旋极化的能量谷。我们发现在1.5 K时的上临界场约为52 T,这表明与中心对称的常规超导体相比,泡利极限增强了四倍。使用现实的紧束缚计算,我们发现,这种不寻常的行为是由于一个谷间配对,对称保护塞曼型自旋谷锁定外部磁场。我们的研究揭示了一个新的光的相互作用的反转不对称性与SOI在受限的几何形状,其前所未有的作用在超导性。
2016-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Generalized Rashba Electron-Phonon Coupling and Superconductivity in Strontium Titanate
本文使用从头计算结合微观模型研究 SrTiO3 中传导电子与铁电软模的线性耦合,发现广义 Rashba 动态耦合能解释超导圆顶行为,且无需自由参数即可与实验结果吻合。是理解体超导的潜在配对机制。
2023-04-21 cond-mat.supr-con
Topological superconductivity on a kagome magnet coupled to a Rashba superconductor
Kyushu University(九州大学);RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)(理化学研究所量子计算中心)
本研究通过将kagome磁体与Rashba超导体耦合,实现了具有奇数陈数的拓扑超导相,揭示了近邻效应在磁序中的能量影响。
2026-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity in a two-dimensional repulsive Rashba gas at low electron density
研究了低电子密度下(即费米能级$E_F$低于由Rashba耦合引起的Dirac点能量$E_R$)具有Rashba自旋轨道耦合的二维排斥费米气体中的超导不稳定性及其超导态.我们发现超导性随着无量纲费米能级$ε_F$($ε_F\equiv E_F/E_R$)的减小而增强,这是由于以下两个原因。首先,$ε_F$处的态密度随着$1/\sqrt{ε_F}$而增加。第二,粒子-空穴泡变得更加各向异性,导致有效吸引力增加。超导态始终处于总角动量$j_z=+2$(或$j_z=-2$)通道中,陈数为$C=4$(或$C=-4$),自发破缺时间反演对称性。虽然一个假定的Leggett模式,预计由于两个间隙性质的超导性,我们发现,它总是阻尼。更重要的是,一旦足够大的塞曼耦合被施加到超导状态,陈数可以被调谐为$\pm1$和Majorana零模式存在于涡核。
2016-12-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Parity-mixing superconducting phase in the Rashba-Hubbard model and its topological properties from dynamical mean field theory
利用元胞动力学平均场论(CDMFT)研究了具有Rashba自旋轨道耦合的二维哈伯德模型中的宇称混合超导。在较宽的掺杂范围内,发现了一个具有单重态$d$波和三重态$p$波特征的超导态。随着Rashba自旋-轨道耦合强度的增加,单重态成分减少,而三重态成分增加,但在掺杂量约为20%时,两种成分均消失.塞曼场的影响也进行了研究,它往往会抑制这两种类型的超导性,但诱导非平凡的拓扑性质:计算的散装陈数是非零的混合超导相,至少在欠掺杂区域。在最佳掺杂后,激发能隙会受到强烈的抑制,这可能是超导圆顶内拓扑转变的标志。
2018-07-06 cond-mat.supr-con
Finite-momentum superconductivity in two-dimensional altermagnets with a Rashba-type spin-orbit coupling
本研究理论探究二维交错磁体在Rashba自旋轨道耦合下的有限动量超导,发现面内Néel矢量可稳定两种d波配对态,面外仅带间配对,并通过自洽计算验证了相图。
2025-03-03 cond-mat.supr-con
Rashba versus Kohn-Luttinger: Evolution of p-wave superconductivity in magnetized two-dimensional Fermi gas subject to spin-orbit interaction
我们研究了Rashba自旋-轨道相互作用如何影响磁场作用下部分自旋极化的二维电子气的非常规超导性。令人惊讶的是,我们发现,对于所有的场取向,只有较大的费米面是超导的。当磁场定向在平面外时,系统实现拓扑$p+ip$配对状态。当场在平面内旋转时,序参量沿场的方向发展出节点,实现了有限的质心动量配对。我们证明了由于各种热力学量对磁场几何的依赖性,系统的配对对称性可以很容易地在实验上探测,并计算了电子比热作为一个例子。
2016-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological D+p-wave superconductivity in Rashba systems
我们在d波超导体(SC)中展示了二维“强”拓扑超导电性。虽然由于节激发,体波函数的拓扑不变量不能在d_{x^2-y^2} -波和d_{xy} -波SC中定义,但是在磁场中,衬底上的d-波SC的体能谱是完全带隙的。然后超导态由一个非平凡的陈数指定,因此拓扑非平凡的性质对无序和相互作用是鲁棒的。我们讨论了最近在衬底上制备的铜酸盐SC的高温拓扑超导性。此外,我们表明,三维非中心对称d-波SC是一个外尔SC托管拓扑保护外尔节点。非中心对称的重费米子SC,如CeRhSi_3和CeIrSi_3,是Weyl SC的候选者。
2016-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
p-wave superconductivity in weakly repulsive 2D Hubbard model with Zeeman splitting and weak Rashba spin-orbit coupling
本文研究了具有弱排斥作用的二维正方晶格哈伯德模型在塞曼场和弱Rashba自旋轨道相互作用下的超导序。对角化的非相互作用的哈密顿量导致两个单独的带,并通过推导一个有效的低能相互作用,我们找到了平均场带隙方程的超导序参量的带。在低于临界温度时,通过求解带隙方程,我们发现超导电性是由Kohn-Luttinger型相互作用引起的,而自旋-轨道耦合间接影响了能带的对对称性. Kohn-Luttinger项的主要吸引动量通道依赖于系统的填充分数$n$,因此可以通过调节$n$来改变序参量的动量依赖性。此外,$n$还确定哪个带具有最高的临界温度。旋转磁场将动量依赖性从小动量的状态改变为平面外场的手征$p_x \pm i p_y$型状态,到纯平面内场的节p波型状态。
2018-01-24 cond-mat.supr-con
Tuning Topological Superconductivity in Phase-Controlled Josephson Junctions with Rashba and Dresselhaus Spin-Orbit Coupling
最近,拓扑超导体的基础上约瑟夫森结在二维电子气体与强Rashba自旋轨道耦合已被提出作为有吸引力的替代线为基础的设置。在这里,我们阐明了基于具有[001]生长方向以及Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合任意组合的量子阱的相控约瑟夫森结如何也可以在广泛的参数范围内容纳马约拉纳束缚态,只要磁场取向适当。因此,基于约瑟夫森结的马约拉纳束缚态可以出现在广泛的二维电子气中。我们研究了自旋轨道耦合,塞曼能量和超导相位差的影响,以创建一个完整的拓扑相图,并找到最佳的稳定区域,以观察窄结中的马约拉纳束缚态。令人惊讶的是,对于相等的Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合,以及本地化的马约拉纳束缚态可以出现只有相位差$ϕ\neqπ$的拓扑间隙保护马约拉纳束缚态消失在$ϕ=π$。我们的研究结果表明,Rashba和Dresselhaus自旋-轨道耦合之间的比率或选择的超导相偏置施加沿面内晶轴提供额外的可调旋钮来测试这些系统中的马约拉纳束缚态。最后,我们讨论了签名的马约拉纳束缚态,可以通过实验探测隧道电导测量结的边缘。
2019-06-12 cond-mat.supr-con
Two-dimensional superconductivity at the surfaces of KTaO3 gated with ionic liquid
最近在KTaO_3和EuO(或LaAlO_3)界面处观察到的超导电性提供了氧化物界面处涌现现象的新例子。这种超导电性表现出不寻常的强烈依赖于KTaO 3的晶体取向和其超导转变温度Tc是近一个数量级高于种子LaAlO 3/SrTiO 3界面。为了理解其机制,关键是要解决氧化物界面的形成是否是超导性存在所不可或缺的。在这里,通过利用离子液体(IL)门控,我们获得超导性在KTaO 3(111)和(110)表面的Tc分别高达2.0 K和1.0 K。这种无氧化物界面的超导电性给出了明确的实验证据,即KTaO_3界面超导电性的基本物理机制在于掺杂电子的KTaO_3表面。此外,在表面与IL控制超导电性的能力提供了一个简单的方法来研究KTaO 3的本征超导电性。
2022-01-04 cond-mat.supr-con
Holstein polarons, Rashba-like spin splitting and Ising superconductivity in electron-doped MoSe2
本研究在碱金属沉积的MoSe₂表面观测到极化子形成与类Rashba自旋劈裂,发现掺杂升高时极化子谱从类声子向类等离激元转变,为TMDC的电子-声子耦合超导及Ising超导理论提供实验支撑。
2024-08-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multi-Orbital Superconductivity in SrTiO3 /LaAlO3 Interface and SrTiO3 Surface
我们研究了SrTiO_3纳米结构中二维电子系统的超导电性。我们的理论分析是基于三轨道模型,它考虑到了钛离子的t2 g轨道。由于镜像对称性的界面破缺,位间和轨道间杂化与原子LS耦合共同作用,产生了Rashba型反对称自旋轨道耦合。该模型通过轨道自由度显示了Rashba自旋-轨道耦合的特征自旋织构和载流子密度依赖性。超导电性主要是由高载流子密度下dyz和dzx轨道组成的重准粒子引起的。我们发现,Rashba自旋轨道耦合稳定的准一维超导相所造成的dyz或dzx轨道在高磁场沿接口。这种准一维超导相通过Rashba自旋轨道耦合而免受顺磁破坏效应的影响,并且实现了超过Pauli-Clogston-Eschrasekhar极限的大的上临界场Hc 2。这一发现是一致的一个非常大的上临界场观察SrTiO 3/LaAlO 3界面和载流子密度的依赖性。SrTiO_3/LaAlO_3界面的超导性和铁磁性的共存也可能归因于这种准一维超导相。
2013-07-09 cond-mat.supr-con
Interaction Driven Floquet Engineering of Topological Superconductivity in Rashba Nanowires
我们分析,解析和数值计算,周期性驱动的Rashba纳米线接近耦合到$s$波超导体使用玻色化和重整化群分析在该制度的强电子-电子相互作用。由于排斥相互作用,超导间隙被抑制,而Floquet塞曼间隙被增强,从而导致更高的有效值的$g$-因子相比,非相互作用的情况下。不同的耦合常数,速度,和Luttinger液体参数的流动方程明确建立,即使对于小的初始值的Floquet塞曼间隙相比,超导邻近间隙,相互作用驱动系统的拓扑相和带间相互作用项有助于实现更大的区域的拓扑相在参数空间中。
2019-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coexistence of Rashba and Ising Spin-Singlet Pairings in Two-Dimensional IrTe$_{2}$
Indian Association for the Cultivation of Science(印度科学文化研究所);Indian Institute of Science(印度科学学院);Dr. B. R. Ambedkar Institute of Technology(B.R. 安贝德卡尔理工学院);S. N. Bose National Centre for Basic Sciences(S.N. 玻色基础科学国家中心);Masaryk University(马萨里克大学)
本研究通过结合密度泛函理论与均场解,揭示了二维 IrTe₂ 中 Rashba 和 Ising 自旋单态配对共存的机制,展示了超导能隙在不同通道中的奇函数特性。
2026-02-18 cond-mat.supr-con
Topological Superconductivity From Forward Phonon Scatterings
我们提出了一种新的Rashba自由机制来实现具有电子-声子相互作用的拓扑超导。在有磁场存在的情况下,电子-声子相互作用和小的动量转移被发现有利于自旋三重态库珀配对。这个过程有利于形成手性拓扑超导性,即使当Rashba自旋轨道耦合是不存在的。作为概念的证明,我们提出了一个实验上可行的异质结构,系统地研究前向声子散射,Rashba自旋轨道耦合,配对对称性和超导拓扑结构之间的纠缠关系。我们的理论揭示了电子-声子耦合材料在追求非阿贝尔马约拉纳准粒子中的重要作用。
2022-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multi-Valley Superconductivity In Ion-Gated MoS2 Layers
过渡金属二硫属化物(TMD)层通过电场将与二维极限相关的增强效应与对其相变的静电控制相结合。几种半导体TMD,如MoS $_2$,当掺杂有静电场时,在它们的表面产生超导性(SC),但其机制仍有争议。通常认为库珀对只存在于布里渊区K/K'点的两个电子袋中。然而,实验和理论结果表明,一个多谷费米面(FS)是与SC态,涉及6个电子袋在Q/Q'点。在这里,我们在离子门控的MOS $_2$薄片中进行低温输运测量。我们发现,一个完全的多谷FS与SC发病。当掺杂$\gtrsim2\cdot10^{13}$ cm $^{-2}$时,Q/Q'谷被填满,只有当费米能级穿过自旋轨道分裂子带$_1$和$_2$时,才出现SC跃迁. SC状态与FS连接性相关,并且由于多个电子袋的同时填充而由Lifshitz转变促进。这种FS拓扑结构将作为寻求新超导体的指导方针。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Theory of time reversal topological superconductivity in double Rashba wires -- symmetries of Cooper pair and Andreev bound states
该研究针对邻近s波超导体的双Rashba线体系,推导时间反演拓扑超导的判据,分类库珀对对称性,探究结处Andreev束缚态色散规律,为拓扑超导相关研究提供理论支撑。
2015-11-20 cond-mat.supr-con
Reversible Tuning of Superconductivity in Ion-Gated NbN Ultrathin Films by Self-Encapsulation with a High-$κ$ Dielectric Layer
离子门控是用于经由电场诱导的电荷掺杂来调整材料的物理性质的强大技术,但是倾向于在门控材料中引入超出纯静电的非本征无序和不期望的电化学改性。相反,可逆的、易失性的和静电调制在通过离子门控可获得的静电感应电荷密度实现的新型器件概念的可靠设计和操作中是关键的。在这里,我们展示了一个简单而有效的方法,实现可逆的和挥发性的表面敏感的氮化铌薄膜通过控制其表面的氧化门控。所得的氧化铌封装层表现出与未封装的离子晶体管的电容相当的电容,承受超过栅极电解质的电化学稳定窗口的栅极电压,并且使得封装膜的正常状态电阻率和超导转变温度两者的完全可逆的可调谐性成为可能。我们的方法应该是可转移到其他材料和设备的几何形状,更标准的封装技术是不容易适用。
2022-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Two Dimensional Ising Superconductivity in Gated MoS$_{2}$
通常被认为对超导性有害的塞曼效应可以令人惊讶地保护通过选通层状过渡金属二硫属化物而产生的超导态。这种有效的塞曼场是由面内反转对称性破缺引起的内禀自旋轨道耦合引起的,其量级可达近百特斯拉。它强烈地将电子的自旋取向钉扎到面外方向,并保护超导电性不被面内外部磁场破坏。在离子栅MoS $_{2}$晶体管的磁输运实验中,通过测量远超过泡利顺磁极限的面内临界场$\textit{B}$ $_{c2}$,我们确实观察到了自旋保护的超导性。门控增强的$\textit{B}$ $_{c2}$是大于一个数量级的大块超导相相比,有效的塞曼场被削弱层间耦合。我们的研究给出了伊辛超导体的第一个实验证据,其中成对电子的自旋被有效的塞曼场强烈钉扎。
2015-08-05 cond-mat.supr-con
Locally Non-centrosymmetric Superconductivity in Multilayer Systems
虽然多层系统具有全局反演对称性,但某些层缺乏局部反演对称性,因为在这些层上不存在全局反演中心。这种局部非中心对称系统表现出空间调制的Rashba自旋轨道耦合。在这项研究中,超导多层模型表现出不均匀的Rashba自旋轨道耦合进行了研究。研究了具有混合宇称序参量的超导态的电子结构、超导能隙和自旋磁化率。我们显示的增强的自旋磁化率的Rashba自旋轨道耦合和解释的基础上的交叉从中心对称超导体的非中心对称超导体。自旋极化率由层间序参量的相位差决定,几乎与序参量的宇称混合无关。在带基超导序参量解析表达式的基础上,给出了一个直观的理解。结果表明,不仅是整体反演对称性破缺,而且局部反演对称性破缺导致了超导的独特性质。本文讨论了CeCoIn_5和多层高Tc铜酸盐人工超晶格的超导电性。
2012-02-15 cond-mat.supr-con
Emergent exotic superconductivity in artificially-engineered tricolor Kondo superlattices
在寻找奇异超导配对态的过程中,Rashba效应引起了人们极大的兴趣,Rashba效应是在破缺的反转对称性下,由于强的自旋轨道相互作用(SOI)而提高了电子自旋简并度。为了将Rashba效应引入到二维强关联电子系统中,我们制备了由三种具有原子厚度的$f$ -电子化合物组成的非中心对称(三色)超晶格:$d$ -波重费米子超导体CeCoIn $_5$夹在两种不同的金属YbCoIn $_5$和YbRhIn $_5$之间.我们发现,在这些三色近藤超晶格中的Rashba SOI诱导的全局反转对称性破缺导致CeCoIn $_5$的超导性质的深刻变化,这是揭示了不寻常的温度和角度的依赖性的上临界场,在显着的对比大块CeCoIn $_5$单晶。我们证明,Rashba效应纳入二维CeCoIn $_5$块层在很大程度上是可调的,通过改变层的厚度。此外,面内上临界场的温度依赖性在低温下表现出异常的上弯,这归因于可能出现的螺旋或条纹超导相。我们的研究结果表明,三色近藤超晶格提供了一个新的游乐场,探索奇异超导态的强关联二维电子系统与Rashba效应。
2017-11-17 cond-mat.supr-con
Triplet superconductivity by the orbital Rashba effect at surfaces of elemental superconductors
本文通过第一性原理证明,无自旋轨道耦合的简单超导体表面可产生超流驱动的自旋三重态密度,其机制为超导非相对论轨道 Rashba Edelstein 效应,并表明轨道物理是超导二极管效应的主导因素。
2025-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
2D superconductivity with strong spin-orbit interaction
我们考虑超导局限在一个二维界面与强表面自旋轨道(Rashba)相互作用。研究了该系统的一些特殊性质。特别是,我们表明,在平面塞曼场可以诱导超导流动。
2001-10-08 cond-mat.supr-con
Atomic-layer Rashba-type superconductor protected by dynamic spin-momentum locking
自旋-动量锁定是反转对称破缺材料自旋分裂费米面的基本特征,它是由Rashba型或Zeeman型自旋-轨道耦合引起的。虽然塞曼型SOC对超导电性的影响最近已经在实验上得到了证实,但Rashba型SOC的影响仍然难以捉摸。在这里,我们报告令人信服的证据的关键作用的自旋动量锁定晶体原子层超导体的表面上,Rashba型SOC的存在被证明。原位电子输运测量结果表明,在平面上临界磁场是有害的增强,达到约三倍的泡利极限在$T = 0$。我们的定量分析阐明,动态自旋动量锁定,自旋被迫翻转在每个弹性电子散射的机制,抑制了数量级的库珀对-破缺参数,从而保护超导性。目前的结果提供了一个新的见解如何超导可以生存的有害影响的强磁场和交换相互作用。
2021-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-orbit-coupled ferroelectric superconductivity
受近年来铁电有序与金属性共存研究的启发,我们研究了铁电(FE)超导电性,其中在超导态发生了铁电结构的相变。本文研究了具有Rashba型反对称自旋轨道耦合(ASOC)的二维s波超导体。假设极性晶格位移与ASOC强度之间存在线性关系,我们将Rashba型ASOC视为类FE有序的分子场。结果表明,当系统处于超导状态时,类场序是由磁场引起的。此外,我们澄清了FE超导在低载流子密度制度,这是最近发现的掺杂SrTiO $_3$。结果表明,在没有磁场的情况下,铁电超导态可以稳定在该区域。我们的结果为利用超导性控制电极化的强度开辟了一条途径,即超导多铁性。
2018-07-28 cond-mat.supr-con
Interplay of Zeeman field, Rashba spin-orbit interaction, and superconductivity: spin susceptibility
Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院)
该研究提出了一种自洽理论,用于计算同时存在Zeeman场和Rashba SOC的超导体中自旋磁化率,分析了不同配对态下的磁化率行为及影响因素。
2026-02-24 cond-mat.supr-con
Enhanced triplet superconductivity in noncentrosymmetric systems
本文在正方晶格上推广的哈伯德模型基础上,利用无规相位近似,研究了非中心对称超导体的配对对称性。我们发现,d+ f波配对是有利的,三重态f波态被增强的Rashba型自旋轨道耦合起源于破缺的反转对称性。增强的三重态超导电性源于三重态配对的有效相互作用的增加和由Rashba型自旋轨道耦合引起的自旋磁化率的降低,这分别导致三重态分量的增加和单重态分量的破坏。
2007-03-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Erratum: Engineering a p+ip Superconductor: Comparison of Topological Insulator and Rashba Spin-Orbit Coupled Materials [Phys. Rev. B 83, 184520 (2011)]
在这个勘误表中,我们重新讨论了关于从自旋-轨道耦合材料中实现有效p+ip超导体的建议中的体无序问题。与[Phys.Rev.B83,184520(2011)]中的声明相反,我们表明体无序的对断裂效应可以忽略不计,并且体无序不会抑制诱导的超导性。这一论点不适用于我们的结论,关于杂质驻留在自旋轨道耦合材料或无序在界面上的大块超导体,这两者往往会抑制超导性,除非自旋轨道耦合是大的。
2011-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Multigaps superconductivity at unconventional Lifshitz transition in a 3D Rashba heterostructure at atomic limit
原子极限下的多能隙超导3D异质结构(HAL)的临界温度可以通过不同能隙间的接触交换相互作用驱动的形状共振而被放大。$T_C$放大是通过调节Lifshitz跃迁奇异节点附近的费米能级来实现的。最近,人们对反转对称性的破坏产生了很高的兴趣,这导致了线性动量自旋-轨道诱导的自旋分裂,通常被称为Rashba自旋-轨道耦合(RSOC),也在3D层状金属中。然而,在具有RSOC的3D HAL中,在非BCS制度中,在非常规Lifshitz转变附近的多能隙超导性的物理尚不清楚。本工作的关键结果是通过Bogoliubov理论得到超导带隙,通过Dirac方程得到三维电子波函数,通过适当地匹配自旋轨道长度和三维超晶格周期来调节多带隙超导性的可行性。研究发现,当费米能在圆节线附近调谐时,RSOC的存在放大了依赖于k的各向异性能隙函数和临界温度。我们的研究结果提出了一种方法来有效地改变宏观超导体凝聚体上的RSOC的影响,通过调整超晶格调制参数的方式可能相关的自旋电子学功能在几个现有的实验平台和可调材料所需的量子器件的量子计算。
2021-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Alex Müller, the High-Tc Field-Effect Transistor and Electric-Field Gated Quantum Materials
本文回顾了Alex Müller和Georg Bednorz在高温超导场效应晶体管发明中的鲜为人知的重要贡献,并概述了电场调控复杂材料领域的发展现状,突出Müller的先驱性推动作用。
2023-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Odd-parity superconductivity by competing spin-orbit coupling and orbital effect in artificial heterostructures
我们表明,奇宇称超导发生在多层Rashba系统,而不需要自旋三重态库珀对。在平行于二维导电平面的磁场中,自旋单重态通道中的配对相互作用稳定了奇宇称对密度波(PDW)态。结果表明,层相关的Rashba自旋轨道耦合和轨道效应对二色和三色异质结构中的PDW态起着至关重要的作用。我们证明了奇宇称PDW态是一个对称类BDI中的一维缠绕数的拓扑超导态。本文讨论了人工重费米子超晶格CeCoIn_5/YbCoIn_5和SrTiO_3/LaAlO_3双层界面的超导电性。
2015-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con