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
Higher-order topological superconductors from Weyl semimetals
我们建议，掺杂的Weyl半金属与四个Weyl点是自然的候选人，以实现高阶拓扑超导体，表现出完全带隙的体积，而表面主机强大的无带隙手性铰链状态。我们发现，在这样一个掺杂的外尔半金属，一个无特征的有限范围的吸引相互作用有利于$p+ip$配对对称性。通过分析它的拓扑性质，我们确定这样的手征配对状态作为一个高阶拓扑超导体，这取决于一个四重旋转反转对称$\mathsf{R}_{4z}$的存在，要么是内在的（这意味着相应的铰链状态只能通过关闭体隙，而不是修改表面状态）或外在的。我们通过最近开发的高阶拓扑结构，包括Wannier可表示性，Wannier谱和缺陷分类方法的各种方法来实现这种理解。对于$\mathsf{R}_{4z}$对称的情况，我们提供了一个完整的分类的高阶拓扑超导体。我们表明，这样的二阶拓扑超导体表现出手征铰链模式，是强大的相互作用的情况下，但可以消除引入表面拓扑秩序的成本。
2021-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Weak-Pairing Higher Order Topological Superconductors
传统的拓扑超导体在体块中是完全带隙的，但在其边界上具有无带隙的马约拉纳模式。相反，我们专注于一类新的超导体，二阶拓扑超导体，它们具有带隙的拓扑表面和无隙的马约拉纳模式，而不是低维边界，即，二维系统的角或三维系统的铰链。在这里，我们提出了两个一般的情况下，二阶拓扑超导性可以实现自发的弱配对不稳定性。首先，我们证明了在具有四个镜像对称狄拉克节点的二维（掺杂）狄拉克半金属中的$p_x+ip_y$波配对实现了二阶拓扑超导性。第二，我们证明了普通自旋简并费米面上的$p+id$配对也实现了二阶拓扑超导。在后一种情况下，我们发现，描述系统的拓扑不变量可以用简单的公式只涉及费米面和超导配对的低能量特性。在这两种情况下，我们表明，这些奇异的超导状态可以内在地实现在一个金属系统与电子相互作用。对于后一种情况，我们还表明，它可以诱导的邻近效应在异质结构的铜氧化物和拓扑超导体。
2018-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity induced by structural reorganization in the electron-doped cuprate Nd$_{2-x}$Ce$_x$CuO$_4$
电子掺杂和空穴掺杂的超导铜氧化物表现出对称的相图作为掺杂的函数。然而，这种对称性只是近似的。事实上，电子掺杂的铜酸盐只有在特定的退火过程后才能成为超导体：这种退火对氧含量的影响很小，但对样品的电子性质有很大的影响。在这里，我们报告的发生在缺氧的Nd $_{2-x}$ Ce $_x$ CuO $_4$薄膜生长在无氧环境中，纯氩气流退火后的超导性。如通过X射线衍射所验证的，退火引起晶体结构中CuO $_2$平面之间的层间距离的增加。由于这个距离是相关的顶点位置的氧的浓度，并且由于氧含量不能在退火过程中大幅增加，我们的实验表明，超导相变必须归因于氧离子的迁移到顶点位置在退火过程中。此外，我们确认通过第一性原理密度泛函理论计算，在薄膜的结构和传输特性的变化可以在理论上描述的特定重新分配的现有的氧离子在顶点位置相对于CuO $_2$平面，重新调制的电子能带结构，抑制反铁磁秩序，允许出现空穴超导性。
2022-02-10 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
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
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
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
Exact solutions in two-dimensional topological superconductors: Hubbard interaction induced spontaneous symmetry breaking
本文提出了一个在任意相互作用强度下，考虑Hubbard相互作用的蜂窝晶格上自旋三重态$f$波拓扑超导体的精确可解模型。首先，我们证明了具有自旋三重态$f$波超导配对的Kane-Mele模型成为具有时间反演对称性的全带隙拓扑超导体。然后，我们介绍了哈伯德相互作用。精确可解的条件是在零能量处出现完美的平坦带。它们产生无穷多个守恒量。有趣的是，哈伯德相互作用自发地打破了时间反演对称性。结果，这个系统变成了一个平凡的超导体。我们证明了这种拓扑性质的基础上的拓扑数，并通过分析纳米几何的边缘状态。
2017-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el 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
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
Fermi Surface and Pseudogap Evolution in a Cuprate Superconductor
铜氧化物超导电性与赝能隙态之间的关系尚不清楚，这是理解高转变温度（Tc）超导机制的一个障碍。在这里，我们采用依赖于磁场的扫描隧道显微镜提供相敏的证据，d波超导共存的赝隙的反节费米表面上的过掺杂的铜酸盐。此外，通过跟踪空穴掺杂（p）的准粒子干涉图案在一个单一的Bi基铜酸盐家庭的依赖性，我们观察到费米表面重建略低于最佳掺杂，表明零场量子相变在显着接近最大超导Tc。令人惊讶的是，这一重大重组系统的基本电子结构没有影响的顺利发展的赝隙。
2014-05-21 cond-mat.str-el 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
Magnetic interactions in iron superconductors studied with a five-orbital model within the Hartree-Fock and Heisenberg approximations
我们分析了在哈特里-福克和海森堡近似下处理的铁超导体五轨道模型的磁相互作用。我们发现交换常数与Fe-As-Fe夹角、电荷和轨道填充密切相关。在定域图中，对于中间Hund耦合J_H，存在柱状有序.在较小的J_H，一个不寻常的轨道重组稳定棋盘秩序。铁磁性出现在大J_H处。铁磁相关性的增强与电子掺杂，而大孔掺杂稳定棋盘式反铁磁性，解释的变化后，由Co或Mn取代Fe的磁相互作用。对于中等和大的U值，Hartree-Fock显示了类似的结果，强耦合，虽然用双条纹相代替铁磁性。流动增强了柱状有序的稳定性。这两种方法的比较揭示了强耦合物理是决定性的相图的金属区域。
2012-10-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological gapless points in superconductors: From the viewpoint of symmetry
寻找拓扑绝缘体/超导体是近年来凝聚态物理的一个中心课题。作为一个理论方面，已经开发出各种各样的分类方法的拓扑保护的拓扑相位，其中的一个缺口的哈密顿量的拓扑结构进行了研究，从它的现场/晶体对称性的观点。另一方面，拓扑物理也出现在半金属中，其无隙点可以用拓扑不变量来刻画。在这种背景下，我们揭示了节点超导体的拓扑结构。本文从对称性的角度对超导能隙节点的现代拓扑分类理论进行了评述。分类方法阐明了非平凡的间隙结构所产生的非对称对称性或角动量，这是不能预测的传统理论。
2021-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Engineering 1D topological phases on $p$-wave superconductors
在这项工作中，我们研究如何，与杂质工程的帮助下，二维$p$波超导体可以作为一个平台，一维拓扑相位。我们发现，虽然手性和螺旋母态本身是拓扑非平凡的，标量杂质链上的两个系统支持多个拓扑相位和马约拉纳端态。我们开发了一种方法，使我们能够提取的拓扑不变量和subgap频谱，即使远离中心的差距，为代表的情况下，无自旋，手性和螺旋超导体。我们发现，保护非平凡相位的拓扑间隙的大小可能是底层超导体间隙的一个重要部分。
2016-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological state engineering by potential impurities on chiral superconductors
在这项工作中，我们考虑了潜在的杂质沉积在二维手性超导体的顶部的影响。最近发现，$s$波超导体上的磁性杂质晶格可以产生丰富的拓扑相图。我们发现，类似的机制发生在手性超导体修饰的非磁性杂质，从而避免了微妙的问题的磁性有序的吸附原子。我们通过介绍嵌入在手征$p$波超导体上的潜在杂质晶格的理论来说明该方法。虽然拓扑状态工程的先决条件是一个手征超导体，所提出的程序的结果与不同的陈数的非平凡的后裔阶段的前景。
2016-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Order and Non-Abelian Statistics in Noncentrosymmetric s-Wave Superconductors
我们证明了二维非中心对称s波超导体在外加磁场作用下，在特定的电子密度下，拓扑有序出现，并且在涡旋核中存在一个服从非阿贝尔统计的零能量Majorana费米子模，这与p_x+ip_y超导体、Moore-Read Pfronan量子Hall态和Kitaev模型的带隙非阿贝尔自旋液相类似.
2008-03-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Higher order topological superconductors as generators of quantum codes
我们表明，相互作用可以驱动一类高阶拓扑超导体（HOTSC）到对称性丰富的拓扑有序相拓扑量子纠错码的例子。在二维空间中，相互作用的HOTSC实现了各种拓扑有序的表面和颜色编码。在三维空间中，相互作用可以驱动HOTSC保护子系统对称性到最近发现的分形相。我们明确地涉及费米子宇称运营商的HOTSC的无隙激发威尔逊代数的对称性丰富的量子代码。交叉Majorana线阵列为实现分形物质和探测HOTSC与拓扑有序相之间的量子相变提供了实验平台。
2018-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Superconductor/normal-metal/superconductor junction of topological superconductors revisited: Fractional Josephson current, fermion parity, and oscillating wavefunctions
分数约瑟夫森效应已知是具有马约拉纳零模（Majorana zero mode，MZM）的拓扑约瑟夫森结的特征现象，其中约瑟夫森电流在两个拓扑超导体之间的相位差中具有$4π$（而不是$2π$）周期性。我们介绍了一个一维模型的拓扑超导体/正常金属/超导体（SNS）结的正常金属（N）区域的有限长度，这是短结和长结限制之间的中间制度。在SN界面弱隧穿的假设下，研究了共振和有限尺寸效应对分数约瑟夫森效应的影响，这是由于N区存在多个离散的能级，其中波函数具有振荡节结结构.通过对通过结的传输振幅的符号变化和两个MZM的费米子宇称的仔细分析，我们发现分数约瑟夫森电流正比于包含两个填充正常能级和两个MZM的总费米子数的宇称。此外，我们阐明了约瑟夫森电流的急剧增强，由于在N区和MZM之间的分立能级的共振。
2021-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anisotropic magnetic responses of topological crystalline superconductors
出现在时间反演不变拓扑晶体超导体表面的Majorana Kramers对显示出对外加磁场的伊辛各向异性。我们澄清，晶体对称性唯一确定的方向的Majorana伊辛自旋给定的不可约表示对潜在的，推导出限制拓扑不变量。此外，给出了n重旋转对称性保护非平凡拓扑不变量的必要条件。
2017-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electron waiting times in hybrid junctions with topological superconductors
我们研究了超导混合结的等待时间分布（WTD），考虑到传统的和拓扑非平凡的超导体在其边缘托管马约拉纳束缚态。为此，我们采用了散射矩阵形式主义，使我们能够评估的传输和反射的电子或空穴之间的等待时间。具体来说，我们分析正常金属超导体（NIS）结和NISIN结，其中库珀对在空间上分为不同的引线。等待时间的分布对电子和空穴的同时反射很敏感，拓扑超导体中的零能态增强了这一点。对于NISIN结，普通超导体的WTD与外加电压有很强的依赖关系，而对于拓扑超导体，WTD与外加电压基本无关，这种电压依赖关系又与拓扑边缘态的存在有关，表明WTD是一种很有前途的拓扑超导性识别工具.
2018-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological phase transitions in superconductors with chiral symmetry
研究一维手征对称超导体中通过物理微扰打开能隙并诱发向拓扑非平庸相转变的机制，提出并验证了边缘拓扑超导体的概念。
2025-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electronic Evidence of Unusual Magnetic Ordering in a Parent Compound of FeAs-Based Superconductors
高分辨率角分辨光电子能谱测量已经进行了BaFe_2As_2，一个母体化合物的FeAs基超导体。在磁有序态下，费米面上没有观察到能隙开口。相反，戏剧性的能带结构重组发生在整个磁性转变。在（π，π）附近出现的奇异费米点是磁有序最显著的特征。这些观测结果提供了直接的证据，表明BaFe_2As_2的磁有序态不同于传统的自旋密度波态。它们反映了这种多轨道系统的电子复杂性，以及在描述底层电子结构时涉及局部磁矩的必要性。
2009-04-08 cond-mat.supr-con
Unconventional Majorana fermions on the surface of topological superconductors protected by rotational symmetry
拓扑超导体是在其边界上具有马约拉纳中间带隙态的物质的奇异带隙相。在传统的拓扑超导体中，Majorana能隙态以局域零维模或传播自旋1/2费米子的形式出现，具有准相对论色散关系。在这里，我们表明，非常规的传播马约拉纳状态可以出现在表面的三维拓扑超导体的旋转对称性保护。非常规的马约拉纳表面态分为三种不同的类型：具有$(2S+1)$ -折叠简并度$(S\geq3/2)$的自旋- $S$马约拉纳费米子，携带两个不同拓扑荷的马约拉纳费米子线，以及四重旋转对称相关的自旋-1/2马约拉纳费米子四重态.前两类的光谱性质超越了传统的自旋1/2费米子，是拓扑超导体所特有的，而在拓扑绝缘体中没有对应的。我们证明了在掺杂$Z_2$拓扑绝缘体或具有旋转对称性的Dirac半金属的超导相中可以获得非常规的Majorana表面态。
2021-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pairing Obstructions in Topological Superconductors
现代对拓扑绝缘体的理解是基于位置空间中的Wannier障碍。受此启发，我们从位置空间的角度研究拓扑超导体。对于一维超导体，我们证明了单个库珀对的波函数在平凡相中以指数形式衰减，在拓扑相中以多项式形式衰减。对于位置空间的马约拉纳表示，我们表明，拓扑相位的特点是由一个非零的马约拉纳极化，它捕获了一个不可移动的和量化的分离马约拉纳瓦尼尔中心的原子位置。我们应用我们的结果诊断二阶拓扑超导相在两个维度。我们的工作为将拓扑量子化学推广到超导领域奠定了有利的基础。
2020-07-01 cond-mat.mes-hall 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
Can deeply underdoped superconducting cuprates be topological superconductors?
节状$d_{x^2-y^2}$超导能隙是铜氧化物高温$_c$超导体的一个重要特征。令人惊讶的是，最近的角度分辨光电子能谱的深度欠掺杂的铜氧化物揭示了一个nodeless能隙，这是粘附到费米面。重要的是，在几个不同的铜酸盐家族的化合物中观察到这种现象。在这封信中，我们提出了一个令人兴奋的可能性，即完全能隙态是拓扑超导体。
2013-11-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Second-Order Bulk-Boundary Correspondence in Rotationally Symmetric Topological Superconductors from Stacked Dirac Hamiltonians
二维二阶拓扑超导体在其边界处具有零维马约拉纳束缚态。在这项工作中，专注于旋转不变的晶体拓扑超导体，我们建立了一个散装边界对应链接的存在下，这样的马约拉纳束缚态的散装拓扑不变量引入Benalcazar等人。因此，我们建立当一个拓扑晶体超导体的旋转对称性保护显示二阶拓扑超导性。我们的方法是基于堆叠狄拉克哈密顿，使用它，我们将拓扑相位之间的转换相邻的间隙边界之间的转换属性。我们发现，除了批量旋转不变量，在一个给定的几何形状的马约拉纳边界束缚态的存在依赖于弱拓扑不变量和旋转中心相对于晶格的位置之间的相互作用。我们为我们的预测提供了数值例子，并讨论了我们的方法可能的扩展。
2020-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic Flux Periodicity in Second Order Topological Superconductors
$\frac{hc}{2e}$的磁通量周期性是典型s波超导体中库珀配对的一种众所周知的表现。本文从理论上证明了二维二阶拓扑超导体的磁通周期性是$\frac{hc}{e}$，这种超导体的特征是零能Majorana模局域在样品的角上.我们进一步表明，周期性的变化回到$\frac{hc}{2e}$在过渡到一个拓扑平凡的超导体，其中的马约拉纳模式与体态杂交，表明周期性的加倍是一个表现的非平凡的拓扑状态。
2020-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A road to reality with topological superconductors
物质的拓扑态是低能准粒子的来源，它们被束缚在缺陷上或沿着表面传播。在超导体中，它们是马约拉纳费米子，用实波函数而不是复波函数来描述。在基于拓扑超导性的量子计算中，由于不存在复相因子，可以防止退相干。这是一个教程风格的介绍写的自然物理学重点问题的拓扑问题。
2016-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological insulators and superconductors: ten-fold way and dimensional hierarchy
最近的研究表明，在每一个空间维度上，精确地存在五种不同的拓扑绝缘体或超导体。在一个给定的类中，不同的拓扑扇区可以根据情况通过Z或Z_2拓扑不变量来区分。这是一个详尽的分类。在这里，我们构造的代表拓扑绝缘体和超导体的所有五个类别和任意空间维d，在狄拉克哈密顿。使用这些代表，我们展示了如何拓扑绝缘体（超导体）在不同的维度和不同的类可以通过压缩一个或多个空间维度（在卡鲁扎-克莱因的方式）通过降维相关。对于Z-拓扑绝缘体（超导体），这是通过每次下降一维到不同的类别来进行的。另一方面，Z_2-拓扑绝缘体（超导体）被证明是同一类中父Z-拓扑绝缘体的低维后代，它们继承了它们的拓扑性质。对于具有满足至少一个现实条件（由时间反演或电荷共轭/粒子空穴对称性引起）的哈密顿量的拓扑绝缘体（超导体），在d维中存在的8倍周期性是正交群SO（N）的旋量表示的8倍周期性（波特周期性的一种形式）的反映。我们推导了表征具有手征对称性的拓扑绝缘体/超导体的拓扑不变量与Chern-Simons不变量之间的关系：它将不变量与电极化的强度（d=1）或磁电极化率（d=3）联系起来。最后，我们讨论拓扑场论描述的线性响应的时空理论，并研究如何反演对称性的存在修改的分类。
2010-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Braiding Induced by Finite-Size Effect in One-Dimensional Topological Superconductors
本研究针对一维拓扑超导体中MZM和MKP的输运性质，建立其编织的有效模型，利用有限尺寸效应等实现MKP编织模型并构建状态控制，为验证二者非阿贝尔统计性质及拓扑量子计算提供可行方案。
2024-07-25 cond-mat.mes-hall 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
Systematic Construction of tight-binding Hamiltonians for Topological Insulators and Superconductors
近年来的一个引人注目的发现是，存在着各种各样的拓扑绝缘体和超导体，它们根据系统的对称性和维数具有周期表的特征。为了物理上实现这些特殊的相位并研究它们的性质，一个关键的步骤是构造实验相关的哈密顿来支持这些拓扑相位。本文提出了一种基于四元数代数的方法来构造周期表中所有具有任意整数拓扑不变量的三维拓扑相的紧束缚哈密顿量，其中包括自旋单重态和自旋三重态拓扑超导体、霍普夫和手征拓扑绝缘体。对于每一类，我们通过几何分析和数值模拟计算相应的拓扑不变量。
2014-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Abelian Majorana Doublets in Time-Reversal Invariant Topological Superconductor
非阿贝尔Majorana零模的研究推进了我们对量子物质基本物理的理解，并推动了这种奇异态在拓扑量子计算中的潜在应用。在二维和一维手征超导体中，孤立的Majorana费米子服从非阿贝尔统计。然而，由于Kramers定理，$Z_2$时间反转不变（TRI）拓扑超导体中的Majorana模是成对的。因此，在TRI超导体中的编织操作总是交换两对马约拉纳。在这项工作中，我们有趣地表明，由于时间反演对称性的保护，非阿贝尔统计可以在一维TRI拓扑超导体中获得，并可能具有应用于拓扑量子计算的优势。此外，我们揭示了约瑟夫森效应中的一个有趣的现象，即约瑟夫森电流的周期性依赖于超导态的费米子宇称。这种效应提供了对这种1D TRI超导体中的拓扑量子比特状态的直接测量。
2013-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Revealing a topological connection between stabilities of Fermi surfaces and topological insulators/superconductors
揭示了费米面稳定性与拓扑绝缘体/超导体稳定性之间的拓扑-本征联系。特别是，一个一对一的关系的拓扑类型之间的FS和TI/TSC严格推导，结合它与一个完善的拓扑理论的FS，我们产生了一个完整的表，说明精确的拓扑类型的所有TI/TSC，而它的有效部分是假设之前。此外，我们提出并证明了一个一般性的指标定理，涉及的拓扑电荷的FS的自然边界上的一个强TI/TSC的体积拓扑数。广义指数定理对边界准粒子的影响也得到了解决。
2013-07-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A weak topological insulator state in quasi-one-dimensional superconductor TaSe$_3$
在固态系统中发现新的马约拉纳粒子的一个公认的方法是具有由拓扑电子结构产生的超导性。为此，在过去的十年中，由正常超导体和拓扑材料组成的异质结构系统被积极地探索。然而，对同时表现出本征超导性和拓扑相的单一材料系统的研究在很大程度上受到限制，尽管这样的系统特别是对于量子器件应用来说更有利。本文报道准一维（q1D）超导体TaSe $_3$的电子结构研究。角分辨光电子能谱（ARPES）和第一性原理计算的结果清楚地表明TaSe $_3$是一种拓扑超导体。特征体反转间隙，在间隙状态和非狄拉克色散的形状同时指向这种材料的拓扑非平凡的性质。进一步研究了Z $_2$指数和拓扑上独特的表面能带交叉，表明它属于弱拓扑绝缘体（WTI）类。因此，TaSe $_3$成为本征一维拓扑超导体的第一个验证的例子。它有望提供一个有前途的平台，为未来的应用，利用马约拉纳束缚态本地化的1D本征拓扑超导体的结束。
2020-09-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence of topological Shiba bands in artificial spin chains on superconductors
在开发用于实现拓扑量子计算的拓扑超导体中的主要挑战是它们的表征和控制。通过自旋-轨道耦合，将磁性原子链组装到s波超导体上，可以实现单原子精度的p波带隙拓扑超导体。在这里，我们分析了Bogoliubov准粒子在Nb（110）上原子一原子地构建的Mn链中的干涉，并首次利用动量分辨测量揭示了多轨道Shiba带的形成。我们发现的证据表明，一个带具有拓扑非平凡的p-波间隙推断从它的形状和粒子-空穴不对称强度。我们的工作是一个独特的实验测定拓扑相位在多轨道系统的体电子能带结构属性的重要一步。
2021-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in semiconductor-superconductor-magnetic insulator heterostructures
混合超导-半导体异质结构是实现拓扑超导体和探索马约拉纳束缚态物理的重要平台。最近的实验进展的动机，我们从理论上研究如何磁绝缘体提供了一种替代使用外部磁场达到拓扑政权。我们考虑不同的设置，其中：（1）磁性绝缘体在超导体中诱导交换场，这导致通过邻近效应在半导体中分裂，以及（2）磁性绝缘体充当超导体和半导体之间的自旋过滤隧道势垒。我们表明，在超导体中的自旋分裂单独不能诱导在半导体的拓扑转变。为了克服这一限制，我们建议使用自旋过滤屏障，增强磁交换，并提供了一个拓扑相变的机制。此外，自旋相关隧穿引入了对能带对准的强烈依赖，这在量子限制系统中可能是至关重要的。与需要外部磁场的先前设备相比，该机制打开了通向拓扑导线网络的路线，其中对设备几何形状的约束更少。
2021-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic Topological Superconductor and Electrically Controllable Majorana Fermions
我们研究了拓扑超导体在一个具有四种质量产生项的一般抵消蜂窝系统中的实现，其中超导体带隙是通过将蜂窝系统连接到$s$波超导体上来引入的。构造拓扑相图，我们表明，Majorana模式形成的相边界。特别地，我们分析了在垂直电场$E_{z}$存在下具有反铁磁有序的蜂窝系统。它对于$|E_{z}|>E_{z}^{\text{cr}}$是拓扑的，对于$|E_{z}|<E_{z}^{\text{cr}}$是平凡的，其中$E_{z}^{\text{cr}}$是某个临界场。通过控制外加电场，可以在平凡超导体中产生拓扑点。在相边界处出现一个Majorana零能束缚态。我们可以通过移动外加电场的光斑来任意控制马约拉纳费米子的位置，这将通过扫描隧道显微镜探针来实现。
2014-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Engineering chiral topological superconductivity in twisted Ising superconductors
像NbSe $_2$或TaS $_2$这样的范德华材料已经证明了低至原子级薄层的Ising超导性。由于自旋-轨道耦合，这些超导体具有远超过泡利极限的面内上临界磁场。我们从理论上证明了被铁磁缓冲层隔开的扭曲双层Ising超导体可以自然地拥有具有Chern数的手征拓扑超导性，这可以在$\mathrm{NbSe_2/CrCl_3/NbSe_2}$等异质结构中实现。在适当的实验条件下，拓扑超导能隙可以达到$>0.1$ meV，导致容易观察到的签名，如量子化的热霍尔输运在低温下。
2022-06-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
No-go theorem for a time-reversal invariant topological phase in noninteracting systems coupled to conventional superconductors
我们证明了一个系统的非相互作用的电子接近耦合到一个传统的s波超导体不能实现一个时间反演不变的拓扑相位。这是通过表明，对于这样的系统，在一个或两个维度，相应的对称类（DIII）的拓扑不变量总是平凡的。我们的研究结果表明，在时间反演不变系统的马约拉纳束缚态的追求应针对相互作用的系统或在接近非常规超导体。
2016-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Collective modes in two dimensional topological superconductors
在考虑矢量光场影响的情况下，利用扩展的无规相近似理论研究了二维拓扑超导体中的集体模。在两种情况下，s波超导体没有自旋轨道耦合（SOC），和混合半导体和s波超导层具有强SOC，我们得到的分析结果的纵向模式，发现确实是无隙的。此外，还可以计算有效模体积，并将电场和磁场表示为这些模的产生和湮灭算符。因此，人们可以通过场来研究它们与其他准粒子的相互作用。
2019-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Exact Solutions of Topological Superconductor Model with Hubbard Interactions
研究了具有等自旋配对和排斥Hubbard相互作用的二维拓扑超导体模型。当对隙等于跳跃常数时，该模型的谱线一半是平带，这使得该模型是精确可解的。详细分析了相互作用模型精确解的能带结构和拓扑性质。发现基态对应于守恒量的交错分布。
2021-01-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
