Surface and vortex structures in noncentrosymmetric superconductors under applied magnetic fields
我们通过晶体结构的微观反转对称性破缺来研究非中心对称超导体中反转对称性破缺的宏观空间结构如何表现。基于包含泡利顺磁效应和Rashba相互作用的含时Ginzburg-Landau理论,我们证明了内场和屏蔽电流的中心对称结构在宏观上被打破.顺磁超电流的流动结构在没有外加电流的情况下自发地诱导磁通流动。
2006-04-28 cond-mat.supr-con
Spin current in topologically trivial and nontrivial noncentrosymmetric superconductors
本文从理论上研究了具有混合单重态和三重态序参量的时间反演对称、非中心对称超导体的表面。在非平凡Z $_2$情形下,当三重态分量大于单重态分量时,得到了一对自旋投影相反的反向传播的亚带隙准粒子表面束缚态,从而产生了自旋流.与纯p波情况相反,这些子能隙态没有固定的自旋投影,而是依赖于沿表面的动量。在平凡Z $_2$的情况下,单重态序参量较大,没有子带隙表面束缚态出现。在这两种情况下,也有一个有限的贡献的自旋电流从连续态的能量之间的两个差距。给出了非中心对称超导体准经典格林函数的计算方法。
2010-09-01 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
Superconductivity on the surface of topological insulators and in two-dimensional noncentrosymmetric materials
我们研究了二维Rashba-Dirac费米子的超导不稳定性,因为它属于三维时间反演对称拓扑带绝缘体的表面。我们还讨论了这个问题与二维时间反演对称非中心对称自旋轨道相互作用材料中的超导问题的相似性和不同之处。超导序参量同时具有s波和p波分量,即使超导对势仅将纯单线态或纯三线态电子对转移进和转移出凝聚体,这是由于自旋轨道耦合导致自旋不守恒的必然结果。我们确定一个单一的超导制度的情况下,超导的拓扑表面状态(拉什巴-狄拉克极限),不管单重态和三重态对电位之间的相对强度。相反,在费米极限相关的非中心对称材料,我们发现两个制度取决于化学势的值和单重态和三重态之间的相对强度的潜力。我们明确地构建在这些制度的马约拉纳束缚态。在Rashba-Dirac极限的情况下,存在且仅存在一个束缚在孤立涡旋核上的Majorana费米子。在费米极限,总是有偶数个(0或2取决于制度)马约拉纳费米子绑定到一个孤立的漩涡的核心。在所有情况下,束缚马约拉纳费米子所需的涡度都是1,这与二维$p_x \pm i p_y$超导体中打破时间反演对称性的半通量相反。
2010-05-06 cond-mat.supr-con
Superconducting meron phase in locally noncentrosymmetric superconductors
本研究拓展超导宇称转变理论,通过双层Rashba模型推导自由能泛函,揭示涡旋态下磁场诱导的宇称转变,定量重现CeRh₂As₂相图并预测新型超导meron相。
2024-05-22 cond-mat.supr-con
Pressure study of the noncentrosymmetric 5d-electron superconductors CaMSi3 (M= Ir, Pt)
本文报道了Rashba型非中心对称超导体CaMSi_3(M= Ir,Pt)的流体静压研究。这两种化合物的电阻率的温度依赖性很好地描述了在每个压力下的传统的布洛赫-Grüneisen形式主义。这一事实表明,电子-声子散射在这些化合物中占主导地位。两种化合物的超导临界温度Tc随压力的增加而降低,在0.41 GPa以上为\sim 0.2 K/GPa,在2 GPa以下为2 GPa。这种行为可以用基于传统BCS理论的态密度的适度降低来解释。
2012-06-28 cond-mat.supr-con
Topological Phases of Noncentrosymmetric Superconductors: Edge States, Majorana Fermions, and the Non-Abelian Statistics
在分数量子霍尔态、p+ip超导体和Z_2绝缘体(量子自旋霍尔态)等各种凝聚态系统中,涡旋核中存在边缘态和零能模是拓扑非平凡相的一个标志。我们研究这种情况下的二维非中心对称的超导体,允许宇称混合的库珀对。研究发现,即使在s波配对能隙不为零的情况下,只要自旋三重态对的超导能隙大于自旋单重态对的超导能隙,涡旋核中也会出现无能隙的边缘态和零能的Majorana模,表征拓扑有序性.此外,对于Rashba超导体,只要外加磁场的方向垂直于边缘模的传播方向,即使在破坏时间反演对称性的磁场下,也存在由无带隙边缘态产生的量子自旋霍尔效应.这一结果与Z_2绝缘体形成鲜明对比是由于Rashba模型中固有的偶然对称性。本文还证明了在有磁场的情况下,在特定的但现实的条件下,涡旋的非阿贝尔统计是可能的。
2009-01-14 cond-mat.supr-con
Superconductivity in cubic noncentrosymmetric PdBiSe Crystal
由于非中心对称超导体中存在Rashba型反对称自旋轨道耦合,自旋单线态和自旋三线态超导配对态将发生混合。与低对称性(四斜或单斜)NCS不同,立方NCS的宇称在空间上是各向同性破缺的,并且在一定条件下还可以导致磁态和超导态的共存。由于立方NCS中存在非常规超导相的可能性很大,本文报道了立方非中心对称PdBiSe单晶的成功形成,其晶格参数a = 6.4316 μ m,空间群为P2_13(空间群no.198),通过电输运和交流磁化率测量,在低于1.8K的温度下经历了超导过渡态。由于PdBiSe中存在高Z(原子序数)元素,因此可以预期PdBiSe具有显著的Rashba型反对称自旋-轨道耦合强度,从而使其成为非常规超导体的潜在候选者。
2014-10-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunneling conductance of ferromagnet/noncentrosymmetric superconductor junctions
基于推广的Blonder-Tinkham-Klapwijk理论,研究了铁磁体与非中心对称超导体平面结的隧穿电导特性。考虑了Rashba自旋轨道耦合、交换能和费米波矢失配对电导的影响。在不存在四波混频的情况下,发现在远离间隙边缘处电导受RSOC的抑制,而在间隙边缘附近电导几乎与RSOC无关。的RSOC和交换能的相互作用导致的子隙电导的增强,这是更明显的,当RSOC是小的。当引入四波混频时,电导随着四波混频参数的减小而单调增强。
2009-04-15 cond-mat.supr-con
Linear and nonlinear Edelstein effects in Rashba superconductors
Kyoto University(京都大学)
本文构建包含带内和带间贡献的准经典理论,发现非线性Edelstein效应完全源于带间贡献,可作为探测量子几何带间贡献的探针。
2026-09-15 cond-mat.supr-con
Probing anisotropy in a new noncentrosymmetric superconductor BiPd
在非中心对称超导体中,Rashba型反对称自旋轨道耦合的强度对超导态和正常态性质有着决定性的影响。这可以从系统的各种各向异性特性中看出。对于非中心对称晶体中晶体对称性降低的系统,超导配对态可以与正常态性质相关。在我们以前的工作中,我们已经证明了无反型中心的单斜(P_21)结构的α-BiPd在3.8K具有体超导性。为了理解自旋轨道散射的作用,我们研究了高质量NCS BiPd单晶(RRR 170)的各向异性,分别测量了超导态和晶向的磁化率、1.8 ~ 300 K的电输运和等温M-H环<010><100>。在电输运中发现了高达30%的中等各向异性,这可能表明α-BiPd中存在显著的Rashba型反对称自旋轨道耦合。
2014-02-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin Susceptibility of Noncentrosymmetric Heavy-fermion Superconductor CeIrSi3 under Pressure: 29Si-Knight Shift Study on Single Crystal
本文报道了重费米子超导体CeIrSi_3单晶的~(29)Si-NMR研究。压力下的29 Si-Knight位移测量表明,ab平面的自旋磁化率在Tc以下略有下降,而沿c轴它根本没有变化。这一结果可以解释为超导态的自旋磁化率由强烈的反对称(Rashba型)自旋轨道相互作用主导,这种相互作用源于沿c轴没有反转中心,并且它远大于超导凝聚能。这是第一次观察到的自旋磁化率低于Tc的非中心对称超导体的强Rashba型自旋轨道相互作用占主导地位的各向异性。
2009-12-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Proximity effect with noncentrosymmetric superconductors
我们描述的超导邻近效应发生在一个非中心对称的超导体和扩散正常/铁磁金属之间的接触准经典理论的超导性。通过数值求解Usadel方程的边界条件有效的任意界面透明性,我们表明,在正常的一面的邻近修改的局域态密度的分析可以用来获得有关的信息的奇异超导性的非中心对称材料。我们指出了三重态配对的签名,三重态和单重态配对的共存,以及对势的特殊轨道对称性。利用三重态相关性的自旋极化对破缺效应的方向依赖性,我们展示了如何可以区分三重态和单重态间隙之间的顺序关系,并且在某些情况下可以估计特定的间隙比。
2012-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fermionic boundary modes in two-dimensional noncentrosymmetric superconductors
我们计算了在两种不同的非超导材料(例如绝缘氧化物)之间的界面处形成的二维超导体中的Andreev边界模的谱。在该体系中不存在反转对称性,电子能带结构和超导配对都受到Rashba型自旋轨道耦合的强烈影响。我们考虑各向同性的s波配对状态,有和没有时间反演对称性破缺,以及各种d波状态。在所有情况下,存在亚间隙Andreev边界状态,其属性,特别是零能量模式的数量和位置,定性地依赖于间隙对称性和自旋轨道耦合强度。
2016-09-14 cond-mat.supr-con
Vortex Core Structure in Multilayered Rashba Superconductors
在平均场论范围内,数值研究了二维超导双层膜系统中单个涡旋的电子结构。考虑到系统中局部反演对称性的缺乏,通过层相关的Rashba自旋轨道耦合。基于准经典理论,计算了清洁自旋单重态超导体中对势和局域准粒子态密度的空间分布。特别地,我们讨论了在高磁场中的对密度波态的特征芯结构,这是空间调制的奇异超导相。
2014-08-20 cond-mat.supr-con
Theory of the supercurrent diode effect in Rashba superconductors with arbitrary disorder
利用准经典的Eilenberger方程,计算了任意无序Rashba超导体的非互易临界电流,并量化了超导二极管效应。非互易性是由螺旋超导态引起的,当反转和时间反演对称性都被破坏时,螺旋超导态就会出现。在没有无序的情况下,我们发现了一个非常强的二极管效应,在最佳温度、磁场和自旋轨道耦合下,非互易性超过40%。我们确定,即使在强无序的存在下,这种效应仍然存在。我们发现二极管效应的符号随着磁场和无序度的增加而改变,反映了螺旋态性质的变化。
2022-01-26 cond-mat.supr-con
Effect of helical edge states on the tunneling conductance in ferromagnet/noncentrosymmetric superconductors junctions
螺旋边态存在于非中心对称(NCS)超导体的自旋单重态和自旋三重态混合相中。在这篇文章中,我们已经考虑了一个平面铁磁金属/NCS超导隧道结,并研究了这些螺旋边缘状态的效果,这体现了通过跨结的电荷和自旋隧穿电导。我们给出了电导随$γ= Δ_-/Δ_+$整个变化范围的行为,其中$Δ_\pm$是NCS超导体正负螺旋带的序参量,Rashba参数$α$和交换能$E_{ex}$之间存在竞争,这对确定电导随偏置电压的变化是至关重要的.我们发现,由于铁磁体中的交换能,结上出现了非零的自旋电流,并随偏置电压的变化而变化。当交换能的强度变化时,它也改变其轮廓。
2009-11-05 cond-mat.supr-con
Entangled Photon Generation through Cooper Pair Recombination in a Noncentrosymmetric Quantum Well
本文理论研究了非中心对称量子阱超导体中库珀对复合产生纠缠光子对,发现纯单重态s波配对可实现最高纯度,并指出需降低载流子浓度及平衡Rashba与Dresselhaus自旋轨道耦合。
2024-08-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Helical spin texture of surface states in topological superconductors
拓扑非中心对称超导体的表面态具有复杂的螺旋自旋织构,即,表面准粒子的自旋取向与它们的动量耦合。利用准经典理论,我们研究了表面态的自旋极化随自旋轨道相互作用和超导配对对称性的变化。我们专注于二维和三维完全带隙和节点非中心对称超导体。对于结点系统,我们证明了拓扑平带的自旋极化是由束缚能隙结点处体正常态的自旋极化控制的。我们证明了磁隧道结中的零偏压电导可以作为表面态自旋极化的实验测试。
2014-05-29 cond-mat.supr-con
Fluctuation-Induced Magnetoelectric Effect in Noncentrosymmetric Superconductors
Iowa State University(爱荷华州立大学);Ames National Laboratory(艾姆斯国家实验室);University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);Kent State University(肯特州立大学)
研究非中心对称二维材料中超导涨落对自旋磁化率和NMR弛豫率的影响,发现涨落诱导的库珀对产生磁电效应,即使纯s波单态配对也能实现,与态密度抑制和量子干涉局域化效应竞争。
2026-06-26 cond-mat.supr-con
Large spin-orbit splitting and weakly-anisotropic superconductivity revealed with single-crystalline noncentrosymmetric CaIrSi3
我们报告正常和超导性质的Rashba型非中心对称化合物CaIrSi 3,使用单晶样品与近100%的超导体积分数。硬X射线光电子能谱所揭示的电子态密度可以用相对论第一原理能带计算得到很好的解释。这表明强的自旋轨道相互作用确实影响了该化合物的电子态。所得的H-T相图仅显示出约10%的各向异性,表明超导性质几乎是三维的。然而,观察到强烈的各向异性的涡旋钉扎。
2012-11-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Robust zero-energy bound states around a pair-density-wave vortex core in locally noncentrosymmetric superconductors
采用准经典格林函数方法,数值研究了在s波配对、Rashba自旋轨道耦合和塞曼磁场作用下双层超导系统中涡旋核周围的电子结构. Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)相和所谓的对密度波(PDW)相出现在体均匀系统中的温度-磁场相图中[Phys.Rev.B86,134514(2012)]。在垂直于各层的低磁场中,BCS相的零能涡旋束缚态被塞曼磁场分裂。另一方面,在高磁场中出现PDW状态,并且层之间的序参量的符号相反。我们发现,通过BCS-PDW跃迁,增加磁场,涡旋核突然收缩,零能束缚态出现。通过阐明涡旋束缚态与体能谱的关系,讨论了BCS态和PDW态之间涡旋核结构变化的原因。在高磁场区,PDW态和涡旋束缚态受到自旋轨道耦合的保护。PDW状态下的这些特征行为可以通过扫描隧道显微镜/光谱学观察到。
2016-02-01 cond-mat.supr-con
Instability toward Superconducting Stripe Phase in Altermagnets with Strong Rashba Spin-Orbit Coupling
Tohoku University(东北大学);Keio University(庆应义塾大学)
研究强 Rashba 自旋轨道耦合铁磁体中非中心对称金属的有限动量超导性,揭示条纹相与螺旋相的相变边界及条纹相的重新进入行为。
2026-04-18 cond-mat.supr-con
Ginzburg-Landau theory of noncentrosymmetric superconductors
在Li $_2$ Pd $_3$ B和Li $_2$ Pt $_3$ B中的温度依赖性超流密度$n_s(T)$的数据[Yuan { \it et al.},\phrl 97,017006(2006)]表明,在略低于临界温度时发生$n_s (T)$斜率的突然变化。基于这一发现,我们在微观上导出了具有Rashba型自旋轨道相互作用的非中心对称超导体的Ginzburg-Landau(GL)方程。库珀配对被假定为只发生在同一自旋分裂带中的电子之间,并且允许在两个自旋分裂带之间发生对散射。这种系统的GL理论预测了两个转变温度,其中较高的是传统的临界温度$T_c$,而较低的一个$T^*$对应于从较低温度下的混合单重态-三重态相到较高温度下的仅自旋单重态或自旋三重态(取决于带间散射势的符号)相的交叉。因此,$n_s (T)$在该交叉温度下显示扭结。我们将观测到的$n_s (T)$中斜率发生突变的温度归因于温度$T^*$。这也可能与CePt $_3$ Si的穿透深度数据中观察到的扭结有关。我们还估算了临界温度附近的临界场。
2007-09-26 cond-mat.supr-con
Edge currents as a probe of the strongly spin-polarized topological noncentrosymmetric superconductors
近年来,反对称自旋-轨道耦合效应在新型拓扑超导体如半Heusler超导体和人工异质结构中的作用得到了研究。研究了Rashba和/或Dresselhaus自旋轨道耦合对二维非中心对称超导体的能带结构和拓扑性质的影响。为了这个目标,拓扑螺旋边缘模式进行了分析,为不同的自旋轨道耦合,以及为几个超导配对对称性。为了探索输运性质,我们研究了自旋极化边缘态对超导铁磁体异质结构中交换场的响应。破缺的手征对称性导致在相对边缘处的单向电流。
2018-03-07 cond-mat.str-el 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
Superconductivity in a two-dimensional superconductor with Rashba and Dresselhaus spin-orbit couplings
我们提出了一个具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的一般模型来描述二维非中心对称超导体。本文在平均场论的框架下研究了两种自旋轨道耦合对超导电性的联合作用。我们发现,Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的结果类似的超导电性的影响,如果他们是单独存在于系统中。在假定每个准粒子带都是p波对的情况下,我们导出了电子带中自旋-单重态和三重态配对的混合。如果这两种类型的自旋轨道耦合联合出现,则单重态和三重态配对都会被削弱并降低到等Rashba-Dresselhaus情况下的最小值。
2014-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Types of topological surface states in nodal noncentrosymmetric superconductors
节状非中心对称超导体具有拓扑非平凡性质,表现为受保护的零能表面态。具体地说,最近发现,零能量表面平坦带的拓扑起源出现在他们的表面。我们表明,某些反转型晶格对称性的存在下,可以引起额外的间隙节点的拓扑特征,导致表面状态形成一维弧连接两个节点环的投影。此外,我们表明,马约拉纳表面状态可以出现在时间反演不变的动量的表面布里渊区,即使系统是不完全在散装间隙。在连续介质理论中,我们推导出了保护这些不同类型的零能表面态的拓扑不变量。我们独立地推导出零能量表面束缚态存在的一般条件,使用互补准经典散射理论,明确考虑到自旋轨道分裂的影响的频带。我们计算了各种晶体点群对称性和轨道角动量配对态的表面束缚态谱。最后,我们研究了隧道电导谱中的弧表面态和零能表面平带的特征,并讨论了如何在实验中观察到非中心对称超导体的拓扑相变。
2012-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrical magnetochiral anisotropy in Rashba superconductors
Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas(巴西中央物理研究中心);Department of Physics, University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校物理系);Racah Institute of Physics, Hebrew University of Jerusalem(耶路撒冷希伯来大学拉卡物理研究所);Materials Science Division, Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室材料科学部)
本文通过高阶Lifshitz不变量研究二维非中心对称Rashba超导体的非互易电荷输运,在超导态产生临界电流非互易性,在正常态涨落区产生磁手征各向异性。
2026-06-19 cond-mat.supr-con
Ginzburg-Landau description of twin boundaries in noncentrosymmetric superconductors
本文从理论上研究了具有Rashba自旋-轨道耦合的超导体中的孪晶界模型,该模型既适用于三维非中心对称的四方晶系晶体,也适用于二维栅控超导体如LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面。在这两种情况下,破缺的反转对称性允许单线态和三线态配对共存。在金兹伯格-朗道理论的框架内,我们确定了两个$\mathbb{Z}_2$对称性,通过两个连续的二阶相变,温度降低。我们发现,时间反演对称性破缺超导态成核附近的孪晶界,如果单重态和三重态配对振幅是相当的幅度。因此,随着平行于孪晶界的自发超电流的出现,铁磁有序的趋势局部增加。自旋电流,这是目前的Andreev束缚态的形式,被发现增强的时间反转破相。
2014-01-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-Orbital Intertwined Topological Superconductivity in a Class of Correlated Noncentrosymmetric Materials
Anhui Provincial Key Laboratory of Low-Energy Quantum Materials and Devices, High Magnetic Field Laboratory, HFIPS, Chinese Academy of Sciences(中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心安徽省低能量子材料与器件重点实验室);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所)
本研究提出了一种在关联非中心对称材料中通过自旋-轨道交织效应实现拓扑超导体的新方法,揭示了不同配对对称性下的拓扑特性及实验实现途径。
2026-01-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Effect of Rashba spin-orbit coupling, magnetization and mixing of gap parameter on tunnelling conductance in F$|$NCSC junction of an F$|$S$|$F spin valve
本文研究了F $|$ S $|$ F自旋阀的铁磁体$|$非中心对称超导体(F $|$ NCSC)界面上的量子输运。在这种情况下,我们研究隧穿电导和Rashba自旋轨道耦合(RSOC)的依赖性,考虑不同的势垒强度和一个显着的费米波矢失配(FWM)在铁磁和超导区域。研究是针对不同的磁化方向和强度进行的。我们开发了Bogoliubov de Gennes(BdG)哈密顿量,引入RSOC和交换相互作用,这样的混合结构。为了研究电荷电导,我们使用扩展的Blonder - Tinkham - Klapwijk(BTK)方法以及散射矩阵形式主义来计算散射系数。我们的研究结果表明,隧道电导是强烈依赖于RSOC,磁化强度,其取向和四波混频。工作也已经完成了不同的单重态-三重态混合的间隙参数。我们观察到,随着单重态-三重态混合比的增加,电导减小。还观察到,具有中等RSOC和具有任意取向的中等磁化强度的透明屏障非常适合于最大电导。
2018-10-15 cond-mat.supr-con
Quasiclassical theory of magnetoelectric effects in superconducting heterostructures in the presence of the spin-orbit coupling
为了定量描述混合超导系统中存在自旋轨道耦合时的磁电效应和邻近诱导的三重态关联,推广了格林函数方程(Eilenberger方程)形式的准经典理论.在自旋-轨道耦合相对于费米能较弱,但大大超过超导能标的条件下,该形式是有效的。在此基础上,证明了在自旋-轨道耦合的正常金属中,三重态关联可以在没有任何交换或外加磁场的情况下通过接近单重态超导体而产生.它们包含一个奇数频率的偶数动量分量,这是稳定的无序。邻近诱导的三重态关联的值为$Δ_{so}/\varepsilon_F$的量级,这在标准准经典近似的框架中是不存在的,但可以用我们的理论来描述。计算了超导体/Rashba金属/超导体结中约瑟夫森电流引起的自旋极化。
2017-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin and orbital Edelstein effect in spin-orbit coupled noncentrosymmetric superconductor
本文研究了具有轨道 Rashba 耦合的非中心对称超导体中自旋与轨道 Edelstein 效应的关系,发现其相关性取决于 Fermi 能级能带数量与镜像宇称,且通过操纵轨道自由度可有效控制自旋与轨道 Edelstein 矩。
2024-10-25 cond-mat.supr-con
Complete zero-energy flat bands of surface states in fully gapped chiral noncentrosymmetric superconductors
本文提出利用额外自旋旋转对称性在全带隙手性非中心对称超导体的整个表面布里渊区稳定零能平带,并通过绕数、数值对角化和微扰理论验证其存在及弱破缺下的展宽行为,为量子计算和二维强关联平带提供了新平台。
2024-04-02 cond-mat.supr-con
Magnetic excitations in the helical Rashba superconductor
本文推导了具有强Rashba自旋轨道耦合的非中心对称超导体螺旋态的动力学自旋响应函数,揭示了配对与非配对区域激发、反常相干因子和螺旋自旋纹理导致的实空间与自旋空间各向异性,为通过非弹性中子散射识别螺旋超导态提供了特征指纹。
2022-10-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting diode effect in diffusive superconductors and Josephson junctions with Rashba spin-orbit coupling
该研究利用准经典方法表征了含Rashba自旋轨道耦合的二维扩散体系的超导二极管效应,揭示了均匀超导体与约瑟夫森结中该效应的不同行为规律,为介观纳米结构的相关实验提供了理论解释。
2024-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonreciprocal charge transport in two-dimensional noncentrosymmetric superconductors
本文从理论上研究了二维非中心对称超导体在外磁场$B$作用下的非互易电荷输运现象。Rashba超导体、三维拓扑绝缘体表面的表面超导性和过渡金属二硫属化合物(TMD)是代表性系统,电流-电压$I$-$V$特性,即,$V=V(I)$,对它们中的每一个进行分析。$V(I)$可以相对于当前的$I$扩展为$V(I)= \sum_{j=1,\infty} a_j(B,T) I^j$,并且$a_j$的$(B,T)$依赖性取决于电荷传输的机制。在平均场转变温度$T_0$以上,超导序参量的波动给出了额外的电导率,即,副导电性扩展到非线性响应的分析,我们得到的非互易电荷传输表示为$a_2(B,T) = a_1(T) γ(T) B$,其中$γ$收敛到一个有限值在$T=T_0$。在$T_0$以下,涡旋运动与电压降相关,并且$a_j$对$B,T$的依赖性取决于系统和机制而不同。在面内磁场作用下,超导体在$T_{\rm KT}$处发生Kosterlitz-lessands(KT)转变。在这种情况下,$γ$具有特征温度依赖性,例如$γ\sim (T-T_{\rm KT})^{-3/2}$接近$T_{\rm KT}$。另一方面,对于具有面外磁场的TMD,KT转变消失,并且存在两种可能的非互易响应机制。一个是涡运动阻尼常数的各向异性。本例中为$a_1(B) \sim B$和$a_2(B) \sim B^2$。另一种是…
2018-05-15 cond-mat.supr-con
Nonlinear diode effect and Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition in purely two-dimensional noncentrosymmetric superconductors
本文研究面内 Zeeman 场下纯二维 Rashba 超导体,微观推导含振幅涨落与涡旋核心能的 XY 作用量,揭示 BKT 转变附近的非互易非线性 V-I 特性及二极管效应。
2025-03-14 cond-mat.supr-con
Vortex lattice structure dependent on pairing symmetry in Rashba superconductors
基于类BCS哈密顿量和由此得到的Ginzburg-Landau泛函,研究了磁场平行于基面(${\bf H} \perp c$)时Rashba非中心对称超导体中的涡旋晶格结构.由于由反转对称性破缺引起的塞曼效应的动量相关各向异性,在较高场中的涡旋晶格通常显示出在垂直于${\bf H}$的平面中取向的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)类型的某些单向调制。然而,调制的方向和晶格结构明显依赖于潜在的配对对称性:当自旋单重态和三重态配对成分之间的混合可以忽略时,所产生的调制结构往往具有反射对称性,而在具有显著的单重态-三重态混合的系统中的涡旋晶格在大多数情况下没有反射对称性。后者的结果意味着在{ \it real}材料中存在由畴壁分隔的晶格结构的两个简并取向,这可能与在CePt $_3$ Si中观察到的极低的磁衰减速率有关。
2009-06-16 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Magnetochiral anisotropy of thermally activated phase slips in noncentrosymmetric superconductors
University of Wisconsin–Madison(威斯康星大学麦迪逊分校)
该研究建立了非中心对称超导导线中热激活相滑移的理论,揭示其电阻具有磁手性各向异性,源于与超导二极管效应相同的Lifshitz不变量导致的势垒不对称性,并通过普适比率与二极管效率关联。
2026-09-09 cond-mat.supr-con
Spin fluctuations and superconductivity in noncentrosymmetric heavy fermion systems CeRhSi$_3$ and CeIrSi$_3$
本文研究了非中心对称重费米子超导体CeRhSi $_3$和CeIrSi $_3$的正常和超导性质。对于正常状态,我们表明,实验观察到的线性温度依赖性的电阻率是通过反铁磁自旋波动附近的量子临界点(QCP)在三维空间中的理解。对于超导态,我们导出了计算上临界场$H_{c2}$的一般公式,用它可以同等地处理泡利效应和轨道减损效应。一般电子结构的强耦合效应也被考虑在内。我们发现,在$H_{c2}\parallel \hat{z}$实验观察到的功能,巨大的值高达30(T),向下的曲率,和强大的压力依赖性,自然理解为Rashba自旋轨道相互作用的相互作用,由于缺乏反演对称性和自旋涨落附近的QCP。用自旋轨道相互作用解释了$H_{c2}\parallel \hat{z}$和$H_{c2}\perp \hat{z}$之间的大的各向异性。进一步研究了$H\perp \hat{z}$的Fulde-Ferrell- Larkin-Ovchinnikov态的可能实现.我们还研究了自旋翻转散射过程中的配对相互作用的影响,以及所施加的磁场对自旋涨落。我们发现,上述结果对这些影响是稳健的。我们的结果的一致性强有力地支持了CeRhSi $_3$和CeIrSi $_3$中的超导性是由QCP附近的自旋涨落介导的这一假设。
2010-02-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Critical Temperature and Tunneling Spectroscopy of Superconductor-Ferromagnet Hybrids with Intrinsic Rashba-Dresselhaus Spin-Orbit Coupling
从理论上研究了具有内禀自旋轨道耦合的超导/铁磁体混合结构中邻近效应在态密度和临界温度上的表现。为了描述一个一般的情况下,我们允许Rashba和Dresselhaus类型的自旋轨道耦合。我们的结果是通过准经典超导理论,扩展到包括Usadel方程和Kupriyanov-Lukichev边界条件的自旋轨道耦合。与以前的工作不同,我们推导出了具有自旋轨道耦合的Usadel方程的Riccati参数化,这使我们能够解决完全邻近机制。首先,我们考虑SF双层和SFS三层中的态密度,在后一种情况下的光谱特征对两个超导体之间的相位差敏感。我们发现,自旋轨道耦合的存在下,由于其在创建自旋三重态库珀对的作用,在态密度留下清晰的光谱指纹。与没有自旋-轨道耦合的SF和SFS结构不同,在这种情况下,态密度强烈地依赖于磁化方向。我们发现,即使在强交换场$h \gg Δ$存在下,自旋轨道耦合也能稳定单重态超导。这导致了磁可调微型间隙的可能性:改变交换场的方向打开和关闭微型间隙。我们还确定了如何的临界温度$T_c$的SF双层的自旋轨道耦合的影响,并证明了一个可以实现一个自旋阀效应与一个单一的铁磁体。我们发现$T_c$表现出高度的非单调行为,作为磁化方向和自旋轨道耦合的类型和方向的函数,提供了一种新的方法来施加控制邻近结构的超导电性。
2015-07-06 cond-mat.supr-con
Nonlinear optical responses in superconductors under magnetic fields: quantum geometry and topological superconductivity
本文研究磁场下非中心对称超导体的非线性光学响应,揭示时间反演对称破缺诱导的光伏电流与二次谐波,并利用量子几何增强效应及符号反转作为拓扑超导转变的体探针。
2024-03-01 cond-mat.supr-con
Direct coupling between magnetism and superconducting current in Josephson Phi junction
研究了具有Rashba型自旋轨道相互作用的常规超导体与磁性正常金属之间的邻近效应。利用唯象的Ginzburg-Landau理论和准经典的Eilenberger方法,证明了以这种金属为弱连接的约瑟夫森结具有特殊的非正弦电流-相位关系。这种结的基态由有限相位差Φ表征,其与正常金属中的自旋-轨道相互作用和交换场的强度成比例。所提出的Φ结形成机制给出了超导电流和弱连接中的磁矩之间的直接耦合。因此,Phi结为超导自旋电子学开辟了有趣的前景。
2008-08-03 cond-mat.supr-con
Spin-susceptibility of spin-orbit coupled Fermi superfluids
在BCS-BEC交叉问题的自洽平均场方法下,我们导出了具有任意自旋轨道耦合和塞曼场的非中心对称费米超流体的一般自旋响应的封闭解析表达式.除了顺磁性,即,Pauli内螺旋度和Van Vleck型内螺旋度,对自旋磁化率张量的贡献具有正常状态对应物,我们确定了对超流状态唯一的抗磁性内螺旋度贡献。我们对Weyl、Rashba和相等的Rashba-Dresselhaus自旋-轨道耦合进行了广泛的数值计算,结果表明,正是这种抗磁性贡献随着配对的增加而逐渐增加,并且通常会精确地抵消远离BCS制度的Van Vleck贡献。
2018-05-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nonlinear $σ$-model for disordered systems with intrinsic spin-orbit coupling
本文导出了描述正常金属和具有内禀自旋轨道耦合(SOC)的超导体中扩散输运的非线性$σ$模型。SOC是通过SU(2)规范场描述的,我们将模型扩展到四阶梯度,以找到主导的非阿贝尔场强贡献。这种贡献产生了自旋-电荷耦合,这是负责自旋-霍尔效应。我们讨论了它的对称性如何不同于领先的准经典高阶梯度项。我们还导出了相应的Usadel方程描述超导系统中的扩散自旋-电荷动力学。作为一个例子,我们应用所得到的方程来描述在任意温度下肮脏的Rashba超导体中的异常超导电流。
2022-05-27 cond-mat.supr-con
Beyond spin-1/2: Multipolar spin-orbit coupling in noncentrosymmetric crystals with time-reversal symmetry
University of Würzburg(维尔茨堡大学);Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ctd.qmat(维尔茨堡-德累斯顿卓越集群 ctd.qmat);Technische Universität Dresden(德累斯顿工业大学)
本文基于非中心对称C3v晶体,在强原子自旋轨道耦合极限下,发展了对称适配的多极k·p理论,系统构建了所有对称允许的自旋轨道耦合项,并揭示了高自旋态下的自旋纹理特性及自旋电子响应。
2026-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quasidisorder Induced Topology
研究了外加磁场作用下二维拓扑超导体中的准无序和Anderson无序效应。本文研究了$p$波超导体和具有混合$p$和$s$波配对和Rashba自旋轨道耦合的非中心对称超导体的情况。我们表明,对于一个垂直的磁场,准无序的引入导致拓扑相的外观在新的区域,其特征在于陈数的整数值。对于一个平行的磁场,我们确定制度的外观新的马约拉纳平带,也是新的单向马约拉纳边缘状态,作为准无序的介绍。我们发现,马约拉纳平坦带有一个量化的Berry相位的$π$,并确定它作为一个拓扑不变量。识别了两个拓扑转变,并得到了临界指数$z$和$ν$的值.讨论了Anderson无序和Aubry-André无序本征态的分形性质。
2022-12-01 cond-mat.supr-con
Exploring the conventional and anomalous Josephson effects at arbitrary disorder strength in systems with spin-dependent fields
University of Jyväskylä(于韦斯屈莱大学);Centro de Física de Materiales (CFM-MPC) Centro Mixto CSIC-UPV/EHU(材料物理中心(CFM-MPC)CSIC-巴斯克国立理工大学混合中心);Donostia International Physics Center (DIPC)(圣塞巴斯蒂安国际物理中心)
本文研究了在自旋依赖场存在下,任意散射强度下的约瑟夫森电流特性,探讨了自旋轨道耦合对约瑟夫森临界电流的影响,并展示了异常约瑟夫森效应在不同散射强度下的鲁棒性。
2026-04-09 cond-mat.supr-con
Curvature effect induces topological phase transitions in two dimensional topological superconductor
Chung Yuan Christian University(中原大学);National Taiwan University(台湾大学);Chinese Culture University(中国文化大学)
本研究通过曲率效应调控二维拓扑超导体的拓扑相变,揭示曲率对超导能隙和带倒转的影响。
2026-01-15 cond-mat.supr-con
Multiple odd-parity superconducting phases in bilayer transition metal dichalcogenides
研究了二维局部非中心对称三角晶格中的非常规超导性。例如,该模型与具有2 H $_b$堆叠结构的双层过渡金属二硫属化物相关。在无规相位近似下,通过求解线性化的Eliashberg方程分析了超导不稳定性.我们发现,铁磁涨落是占主导地位的,由于存在断开费米口袋附近的范霍夫奇点,因此奇宇称自旋三重态超导性是有利的。在没有自旋轨道耦合的情况下,我们发现奇宇称$f$波超导态在很宽的载流子密度和层间耦合范围内是稳定的。此外,我们还研究了层相关的交错Rashba和Zeeman自旋轨道耦合对超导电性的影响。得到了自旋-轨道耦合和库仑相互作用对多重奇宇称超导相图的影响。特别是,拓扑手性$p$波配对状态是稳定的存在下,一个温和的塞曼自旋轨道耦合。我们的结果揭示了奇宇称超导在各种铁磁范德华材料的可能性。
2020-05-28 cond-mat.supr-con
Spin Josephson diode effect induced by higher-harmonic spin Josephson currents in a diffusive Josephson junction
National Institute of Technology (KOSEN), Fukui College(福井国立技术大学短期大学部)
该研究在带有Rashba金属层的扩散型约瑟夫森结中,通过推导高次谐波自旋约瑟夫森电流的解析表达式,揭示了无需外部磁场即可产生自旋约瑟夫森二极管效应的机制。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of diffusive ϕ0 Josephson junctions in the presence of spin-orbit coupling
基于准经典形式的SU(2)协变公式,提出了一个完整的微观理论,描述了在自旋分裂场h存在下,通过具有内禀自旋轨道耦合(SOC)的扩展超导体-正常金属-超导体(SNS)扩散结的Josephson电流.我们证明了,如果h和SOC诱导的SU(2)洛伦兹力都是有限的,那么结的基态对应于超导体电极之间有限的本征相位差0 <π 0 < 2π.在Rashba SOC的特定情况下,我们提出的解析和数值计算结果为100作为一个函数的自旋场的强度,结的长度,温度和SN接口的属性。
2014-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con