Topological superconductivity and Majorana bound states at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
两个带绝缘体LaAlO $_3$和SrTiO $_3$之间的界面表现出低温超导性与面内铁磁有序共存。我们表明,拓扑超导托管马约拉纳束缚态可以通过施加一个磁场垂直于界面处诱导的界面。我们发现面内磁化强度对拓扑超导态的退相效应可以通过调节栅压来克服。我们分析了零能Majorana束缚态的涡核激发以及非磁无序对它们的影响。最后,我们提出了一个实验几何,这样的拓扑激发可以实现。
2014-12-31 cond-mat.mes-hall 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
Topological superconductivity and high Chern numbers in 2D ferromagnetic Shiba lattices
受最近铁磁链拓扑超导性实验观察的启发,我们考虑了沉积在具有Rashba自旋轨道耦合的超导表面上的磁性原子的稀二维晶格。我们表明,所研究的系统支持推广的$p_x+ip_y$超导性,其拓扑相图包含陈数高于$ξ/a$ $(\gg1)$,其中$ξ$是超导相干长度和$a$是磁性原子之间的距离。非平凡拓扑的签名可以观察到STM光谱在有限大小的岛屿。
2014-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnon-mediated topological superconductivity in a quantum wire
本研究揭示量子线与螺旋磁体中电子-磁振子相互作用可诱导拓扑超导相,磁振子介导作用利于三重态超导并拓宽其化学势稳定范围,且超导能隙可经材料工程调控增强。
2024-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Superconductivity in CuxBi2Se3
拓扑超导体(TSC)的特征是拓扑保护的无隙表面态,它本质上是由马约拉纳费米子组成的Andreev束缚态。虽然TSC尚未被发现,但掺杂的拓扑绝缘体CuxBi 2Se 3,其在~3 K以下超导,已被预测具有拓扑超导态。本文报道了超导CuxBi_2Se_3解理面上的点接触谱出现了一个零偏压电导峰(ZBCP),这是一种非常规的超导现象。所有可能的超导状态的理论考虑帮助我们得出结论,这ZBCP是由于马约拉纳费米子,并给出了证据CuxBi 2Se 3的拓扑超导性。此外,我们发现了一个不寻常的赝能隙,发展低于20 K和共存的拓扑超导状态。
2011-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Altermagnetism Induced Bogoliubov Fermi Surfaces Form Topological Superconductivity
Great Bay University(东莞理工学院);University of Würzburg(维尔茨堡大学)
本研究通过交替磁性诱导的博格里乌夫费米面,利用晶体各向异性和量子限制工程拓扑超导性,实现马约拉纳零模的生成与调控。
2026-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-induced superconductivity in a monolayer topological insulator
最近发现层状半金属WTe_2在减薄到单层时是二维拓扑绝缘体(2D TI),具有导电的螺旋边缘通道。我们在这里报告,本征超导性可以诱导在这个单层二维TI温和的静电掺杂,在温度低于1 K。二维TI-超导体转变可以很容易地通过施加一个小的栅极电压来驱动。这一发现为结合超导性和拓扑结构的门控器件提供了新的可能性,并可能为基于拓扑保护的量子信息方案提供基础。
2018-09-12 cond-mat.mes-hall 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
Topological superconductivity with orbital effects in magnetic skyrmion based heterostructures
磁织构和$s$波超导体的近似化正成为通过交换过程进行工程拓扑超导和马约拉纳费米子的平台。然而,轨道效应的后果尚未得到充分考虑。在这项工作中,我们调查的磁skyrmion纹理诱导的轨道效应,使用Ginzburg-Landau方法,并澄清的条件下,他们可以诱导超导涡旋。这些轨道效应随后被包含在博戈留博夫-德-热内斯理论中,该理论包含交换相互作用以及超导涡旋(当被诱导时)。我们发现,拓扑相位在很大程度上是稳定的所有调查的影响,增加现实的承诺skyrmion超导体混合结构实现拓扑超导性。
2019-10-01 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
Topological superconductivity in an ultrathin, magnetically-doped topological insulator proximity coupled to a conventional superconductor
在s波超导体上生长的三维拓扑绝缘体(TI)系统作为实现拓扑超导的一个有希望的候选系统,已经得到了广泛的研究。为了通过实验获得拓扑超导性,3D TI样品必须足够薄以允许库珀对隧穿到TI的暴露表面。使用磁性有序掺杂剂来打破时间反演对称性可以允许TI的表面容纳马约拉纳费米子,这被认为是拓扑超导性的标志。本文研究了磁掺杂的薄膜钛-超导体混合系统。考虑到TI薄膜中邻近诱导的序参量,分析了体系哈密顿量的能隙闭合点,并绘制了体系相图,该相图是TI体系的杂化能隙、塞曼能和化学势的函数。我们的研究结果为选择相关参数以便于观察薄膜TI-超导体混合系统中的拓扑超导电性提供了有益的指导。此外,我们还对TI邻近耦合s波超导体进行了数值分析,发现由于TI中表面态的自旋动量锁定性质,即使在较大的塞曼能量下,表面态的诱导s波序参量仍然存在.
2016-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in a magnetic-texture coupled Josephson junction
提出一种无需自旋轨道耦合和外部磁场的磁织构耦合约瑟夫森结,实现拓扑超导,其拓扑相由势垒磁化强度和超导相位调控,可通过超电流抑制检测。
2024-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Robust Transport Signatures of Topological Superconductivity in Topological Insulator Nanowires
在输运实验中找到拓扑超导性的明确特征仍然是一个突出的挑战。在这项工作中,我们提出利用三维拓扑绝缘体纳米线的独特性质,以产生一个正常的超导结中的单模制度,一个精确量化的$2e^2/h$零偏置电导可以观察到在很宽的范围内的现实系统参数。这是通过在一半的导线中诱导超导性来实现的,导线可以通过平行的磁场从平凡到拓扑任意调谐,而垂直场用于隔开正常部分,除了两个空间分离的手性通道。手征模式传输和完美的Andreev反射的组合使得测量对中度无序具有鲁棒性,并且电导的量化比隧道结实验中的温度高得多。我们的建议可以理解为一个变形的马约拉纳干涉仪,这是很容易实现的实验。
2014-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tip-induced Superconductivity
人们普遍认为,拓扑超导性,一个迄今为止难以捉摸的阶段的量子物质,可以实现诱导超导性的拓扑材料。在寻找这种拓扑超导体的过程中,某些拓扑绝缘体(如Bi $_2$ Se $_3$)通过金属离子(Cu、Pd、Sr、Nb等)的插入而成功地转变为超导体。在拓扑材料中也可以通过施加压力来诱导超导性。例如,在拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$中发现了压力诱导的超导相。在这篇综述中,我们将讨论另一种在非超导拓扑材料中诱导超导性的新方法--通过在材料上制造一个介观界面,并在该界面上形成一个非超导的、正常的金属尖端,介观界面变得超导。这样的阶段现在被称为尖端诱导超导(TISC)阶段。这是2014年在印度IISER Mohali的Cd $_3$ As $_2$上首次发现的。随后,大量其他拓扑材料显示出TISC。由于TISC相仅出现在介观点接触下的受限区域,因此用于表征超导性的传统体工具不能用于检测/确认这样的相。另一方面,这种点接触几何结构对于探测温度和磁场相关的超导能隙和温度和磁场相关的临界电流的可能存在是理想的。我们将回顾实验特征的细节,这些特征可以用来证明超导性的存在,即使在检测超导性的“教科书”测试无法进行的情况下。然后,我们将审查TISC阶段可以实现的不同系统。
2020-11-25 cond-mat.mes-hall 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
Topological superconductivity induced by a triple-Q magnetic structure
我们证明了最近发现的三Q(3Q)磁结构,当嵌入在一个磁体超导体混合(MSH)系统,引起拓扑超导性的出现。我们调查的结构的手征马约拉纳边缘模式在畴壁,并表明,他们可以区分从平凡的间隙模式,通过空间分布的诱导超电流。最后,我们表明,在3Q MSH系统的拓扑超导性是一个强大的现象,不依赖于磁性和超导层的相对对齐,或在磁性层中的电子自由度的存在。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Superconductivity in Skyrmion Lattices
原子操纵和界面工程技术提供了一种新的方法来定制设计拓扑超导体和随之而来的马约拉纳零模式,代表了一个新的范例,实现拓扑量子计算和拓扑为基础的设备。磁-超导混合系统(MSH)通过控制其磁层的复杂结构和超导表面的界面性质,已被实验证明适合于设计拓扑超导性。在这里,我们证明了二维MSH系统包含一个磁skyrmion晶格提供了一个前所未有的能力来控制拓扑相的出现。通过改变skyrmion半径,这可以通过外部磁场在实验上实现,人们可以在不同的拓扑超导相之间进行调谐,从而可以探索它们的独特性质以及它们之间的转变。在这些MSH系统中,约瑟夫森扫描隧道光谱空间可视化拓扑超导性出现的最关键方面之一,诱导自旋三重态相关的空间结构。
2020-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A novel platform for two-dimensional chiral topological superconductivity
我们发现,表面的$s$波超导体装饰的二维晶格的磁性杂质可以表现出手征拓扑超导性。如果杂质以铁磁方式排列,并且超导表面支持足够强的拉什巴型自旋轨道耦合,则杂质位置处的Shiba子带隙态可以杂交到具有非零的、有时很大的陈数$C$的Bogoliubov带中。这种拓扑超导体支持$C$手性马约拉纳边缘模式。我们构建模型二维超导体的相图,访问稀磁和浓磁杂质的限制解析和中间制度的数值。为了解决潜在的实验系统,我们确定了Pb(111)表面上的铁磁铁原子的稳定配置,并得出结论,Pb表面上的铁磁吸附原子可以提供一个通用的平台,二维拓扑超导。
2015-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnon-mediated superconductivity on the surface of a topological insulator
我们研究了拓扑绝缘体表面的超导电性,它是由相邻铁磁或反铁磁绝缘体中的磁涨落介导的。超导电性可以由界面费米子-磁振子相互作用引起的螺旋费米子之间的有效相互作用引起。对于铁磁和反铁磁绝缘体,这些费米子-费米子相互作用具有正确的结构,以促进位于费米表面同一侧的粒子之间的配对,也称为安培配对。在反铁磁体中,通过将拓扑绝缘体不对称地耦合到反铁磁体的两个子晶格,可以增强感应相互作用的强度。这种效应被反铁磁绝缘体中的次近邻阻挫进一步放大。的增强,使诱导的相互作用显着更强的反铁磁的情况下,相比铁磁的情况。这些结果表明,对于拓扑绝缘体表面上邻近诱导磁振子介导的超导电性,未补偿的反铁磁界面可能比铁磁界面更好。
2020-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
One-dimensional topological superconductivity based entirely on phase control
一维拓扑超导需要时间反演对称性破缺,但同时又受到外部磁场的阻碍。本文给出了在平面超导体-正常超导体-正常超导体(SNSNS)约瑟夫森结中诱导拓扑超导性的一般方法,而无需在结上施加任何磁场。我们的平台依赖于两个关键因素:三个平行的超导体形成两个SNS结与相位绕组,和费米速度的两个自旋分支横向结必须是彼此不同的。三个超导体之间的两个相位差定义了一个参数平面,该参数平面包括大的拓扑区域。我们解析地推导出拓扑相变发生的临界曲线,并与紧束缚模型的基础上的数值计算的结果进行了证实。我们进一步提出了具有不等费米速度的材料平台,建立了我们方法的实验可行性。
2022-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave Signatures of Topological Superconductivity in Planar Josephson Junctions
针对拓扑超导性实验特征识别与MBS检测难题,研究人员通过理论分析嵌入射频超导量子干涉器件的Al/InAs基平面约瑟夫森结,发现可借助微波共振频率偏移与吸收谱半斜率特征辨别拓扑信号,为拓扑量子计算相关研究提供支撑。
2024-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermoelectric transport in the topological phase due to the coexistence of superconductivity and spin-density-wave
本文研究了超导与自旋密度波共存的二维拓扑系统中的热电输运。假设SC是$d_{x^2-y^2}+(p_x + i p_y) $型的,而SDW序参量是$BCS$对称的。描述这样的共存相的哈密顿量示出除了传统的拓扑相。这种拓扑系统中的输运性质有两个不同的贡献:(i)表面/边缘和(ii)体。表面/边缘与散装运输之间的竞争进行了分析,在不同的参数制度和提高品质因数的可能性进行了讨论。
2015-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in Dirac semimetals
狄拉克半金属的主体带接触狄拉克点和表面费米环。我们发展了狄拉克半金属超导理论。建立了狄拉克点与表面费米圈之间的关系,阐明了狄拉克半金属的非平凡拓扑结构对其超导态的影响。我们注意到,独特的狄拉克点的轨道织构和结构的相变的晶体有利于四重态的表面马约拉纳费米子的拓扑超导性的保护。我们建议我们的理论可能应用到最近发现的超导态镉$_3$作为$_2$。
2015-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity in the topological semimetal YPtBi
非中心对称的Half Heusler化合物YPtBi在低于临界温度Tc = 0.77 K时具有超导电性,零温上临界场Hc 2(0)= 1.5 T。磁阻和霍尔测量结果支持了理论预测,即这种材料是一种拓扑上非平凡的半金属,其正电荷载流子密度低得惊人,仅为2 x 10^18 cm^-3。Shubnikov-de Haas振荡中的非常规线性磁电阻和拍频指向自旋轨道分裂费米面。磁阻对表面粗糙度的敏感性表明表面态可能有贡献。YPtBi的非中心对称性和强自旋轨道耦合的结合为拓扑超导电性的研究提供了一个很有前途的平台。
2011-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Two-dimensional topological superconductivity with antiferromagnetic insulators
二维拓扑超导电性由于束缚于涡旋并沿边缘传播的Majorana模的出现而引起了人们极大的兴趣。然而,由于它在天然化合物中很少出现,实验实现依赖于一个微妙的人工工程,涉及螺旋状态的材料,磁场和传统的超导体。在这里,我们介绍了另一种途径,使用一类三维反铁磁体工程的二维拓扑超导体。我们的方案利用了在拓扑平凡的反铁磁体和常规超导体之间的界面处出现的孤子态,当它们的光谱被内禀自旋-轨道耦合带隙时,它们实现了拓扑超导相。我们表明,这些界面状态不需要微调,但保护渐近边界条件。
2018-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Aspects of topological superconductivity in 2D systems: noncollinear magnetism, skyrmions, and higher-order topology
该评论的目的是突出的方面的拓扑超导性的自旋轨道相互作用的情况下,在二维系统与长程非共线自旋有序或磁skyrmions。另一个目的是简要介绍拓扑超导的新概念,即包含自旋轨道耦合结构的二维系统中的高阶拓扑。讨论了由于磁织构导致的马约拉纳模的形成。强调了基态波函数的有效三重态对和奇费米子宇称在不同体系中的作用。我们描述的特殊性的磁skyrmions,导致形成的马约拉纳模式和缺陷上的模式本地化。考虑了二维系统,特别是高阶拓扑超导体中的编织问题。
2021-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Crossover from Conventional to Unconventional Superconductivity in 2M-WS2
该研究在2M-WS₂中发现了厚度依赖的常规到非常规超导转变,揭示了厚度对二维拓扑超导体拓扑态实现的关键作用,为拓扑超导研究提供了重要参考。
2024-12-09 cond-mat.mes-hall 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
Proximity-induced superconductivity and quantum interference in topological crystalline insulator SnTe thin film devices
拓扑晶体绝缘体代表了一种新的物质状态,其中电子输运由镜像对称保护的狄拉克表面态控制。由于这些表面态的螺旋自旋极化,拓扑晶体物质与附近超导体的接近被预测会诱导非常规的超导性,从而主持马约拉纳物理学。我们报道了在拓扑晶体绝缘体SnTe薄膜上图案化的Nb基超导量子干涉器件的制备和表征。SnTe薄膜表现出弱的反定域性和SQUID全能隙邻近感应超导的弱连接。这两个属性给出了120 nm的一致相干长度。磁场诱导的SQUID振荡具有2 $π$周期性,可能由体电导率决定。
2017-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity on the surface of Fe-based superconductors
拓扑超导体是实现马约拉纳费米子的最简单的体系之一,在凝聚态物理和量子计算中起着重要的作用。基于\emph{ab~initio}计算和考虑超导对的有效8带模型的分析,我们证明了Fe $_{1+\text{y}}$ Se $_{0.5}$ Te $_{0.5}$等三维扩展$s$波铁基超导体具有金属拓扑非平凡能带结构,并通过调节体载流子掺杂水平,在($001$)表面呈现正常-拓扑-正常的超导相变.在拓扑超导(TSC)阶段,马约拉纳零模被困在磁涡旋线的末端。我们进一步发现,表面TSC相只存在于一定的体对能隙,并且存在由温度驱动的正常拓扑相变,这是以前没有讨论过的。这些结果为在一大类超导体中实现TSC和Majorana费米子提供了一条有效的途径。
2016-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strain induced spin vortex and Majorana Kramer's pairs in doped topological insulators with nematic superconductivity
利用Ginzburg-Landau方法,我们证明了超导体的应变可以产生一个特定的涡旋。在掺杂的拓扑绝缘体的情况下,涡旋形成自旋涡旋。我们发现两种类型的拓扑结构不同的自旋涡旋,要么增强(I型)或抑制(II型)超导远离涡核。本文应用Bogoliubov-de Geunnes方程研究了具有自旋涡旋的超导体中的电子态。我们发现,在第一类涡旋的情况下,零能态是本地化的涡核附近。这些状态可以被识别为Majorana Kramer对。在第二类涡旋的情况下,零能态形成马约拉纳平坦带。因此,我们建立了一个非平凡的应变和马约拉纳费米子在掺杂拓扑绝缘体的超导性。
2022-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Superconductivity and Surface Andreev Bound States in Doped Semiconductors: Application to CuxBi2Se3
最近发现的超导体CuxBi2Se3[1]是三维时间反演不变拓扑超导体的候选者[2],预计其具有鲁棒的表面Andreev束缚态,承载无质量的Majorana费米子。在这项工作中,我们提出了一个分析和数值研究的表面Andreev束缚态波函数和色散。我们发现拓扑保护的马约拉纳费米子在k = 0,以及一种新型的表面Andreev束缚态在有限k。我们将我们的结果与最近的点接触光谱实验[3]。
2011-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Moiré-enabled topological superconductivity
对人工拓扑超导性的研究受到其出现所需的严格条件的限制。正如最近在扭曲的范德华材料中发现的各种相关电子态所证明的那样,莫尔图案可以作为一个强大的旋钮来创建人工电子结构。在这里,我们证明了范德瓦尔斯超导体和单层铁磁体之间的莫尔图案产生了周期性的电势调制,使得能够实现在没有莫尔图案的情况下无法访问的拓扑超导状态。磁云纹图案产生Yu-Shiba-Rusinov微带和我们使用低温扫描隧道显微镜(STM)和光谱(STS)检测到的Majorana边缘模式的周期性调制。莫尔条纹,更广泛地说,周期性的潜在调制是强大的工具,以克服传统的限制,实现和控制拓扑超导性。
2022-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity in type-II Weyl-semimetal WTe2 induced by a normal metal contact
WTe $_2$是一种具有丰富拓扑性质的材料:单层时是二维拓扑绝缘体,体相时是Weyl半金属和高阶拓扑绝缘体(HOTI)。在拓扑材料中诱导超导性是获得拓扑超导性的一种途径,它为许多容错量子计算方案的提出奠定了基础。在这里,我们证明了超导电性的出现在WTe $_2$和正常的金属钯之间的界面。超导性的临界温度约为1.2 K。通过研究垂直磁场中的超导电性,得到了超导体的相干长度和伦敦穿透深度。这些参数对应于低费米速度和费米能级处的高态密度。这暗示了超导性的可能起源是由于平带的形成。此外,临界面内磁场超过泡利极限,表明超导态的非平凡性质。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity with deformable magnetic skyrmions
磁skyrmions是纳米级的自旋配置,可以有效地创建和操纵。它们为下一代自旋电子学应用带来了巨大的希望。与这些发展并行的是,磁性、超导性和自旋-轨道耦合的相互作用已被证明是工程拓扑超导性的通用平台,预测其可承载非阿贝尔激发,马约拉纳零模式。我们表明,拓扑超导性可以诱导由proximitizing磁skyrmions和传统的超导体,而不需要额外的成分。除了先前报道的马约拉纳零模式的skyrmion的核心,我们发现一个更普遍的手征带的skyrmion的边缘上的马约拉纳模式。我们表明,手征马约拉纳带是有效的平坦的物理相关制度的参数,导致有趣的鲁棒性和缩放特性。特别是,在(近)平带的马约拉纳模式的数量规模与周边长度的变形skyrmion配置,而强大的本地混乱。
2019-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Generic phase diagram for Weyl superconductivity in mirror-symmetric superconductors
研究了三维奇宇称或非中心对称镜像超导体在时间反演对称性破缺时的拓扑相变。我们构造了镜像对称超导体中Weyl超导性的一般相图。结果表明,外尔超导电性一般出现在平凡和拓扑晶体超导相之间。我们演示了如何外尔节点的轨迹确定的拓扑相变中的镜像陈数的变化。我们还讨论了粒子-空穴对称性与实现拓扑晶体超导相的Weyl节点轨迹之间的关系。
2018-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in ferromagnetic atom chains beyond the deep-impurity regime
拓扑超导性研究的最新进展使超导体上磁性吸附原子的晶格成为人们关注的焦点。在这项工作中,我们将研究吸附原子的超导表面与Rashba自旋轨道耦合的铁磁链。推广深杂质的方法在以前的作品中广泛使用的任意subgap能量,我们制定的subgap光谱理论作为一个非线性矩阵本征值问题。我们得到了一个基本上分析描述的subgap频谱,允许一个有效的研究的拓扑性质。采用一个平带哈密顿共享链的拓扑性质,我们评估的$\mathbb{Z}$值的绕组数,发现五个不同的拓扑相位。我们的研究结果也证实了拓扑带的形成不需要去耦的Shiba能量被微调到间隙中心。我们还研究了系统中Majorana束缚态的性质。
2015-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signatures of time-reversal-invariant topological superconductivity in the Josephson effect
对于基于s波超导体的约瑟夫森结,已知时间反演对称性允许正常状态结性质、激发光谱和约瑟夫森电流之间的强有力关系。在这里,我们提供了类似的关系约瑟夫森结涉及一维时间反演不变的拓扑超导体支持马约拉纳-克拉默斯对,考虑拓扑拓扑和s波拓扑结。工作在政权的结是远远短于超导相干长度,我们得到了一些分析和数值结果,持有任意正常态电导和最一般形式的自旋轨道耦合。我们发现的拓扑超导的签名包括分数交流约瑟夫森效应,它出现在拓扑拓扑结提供的能量弛豫是足够慢。我们还表明,对于这两种结类型,强大的签名拓扑超导性出现在直流约瑟夫森效应中的约瑟夫森电流开关的形式,由于零能量交叉的Andreev水平。结自旋轨道耦合进入约瑟夫森电流仅在拓扑拓扑的情况下,并在开关位置确定的方式,从而允许定量预测的实验与正常态电导,诱导间隙,和开关位置作为输入。
2018-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Exploring Topological Superconductivity in Topological Materials
拓扑超导电性和Majorana零模的探索已成为一个迅速发展的领域。人们提出了多种实现拓扑超导体的方案,并在最近取得了重大进展。本文综述了可能的拓扑超导体以及拓扑绝缘体、半金属和人工结构中的感生超导性的实验研究进展。在拓扑材料中诱导超导性的方法主要包括高压、硬尖点接触法、化学掺杂或插层、人工拓扑超导体的使用以及电场门控。对拓扑超导电性的证据和Majorana零模的特征也进行了讨论和总结。
2019-07-10 cond-mat.supr-con
Topological Chiral Superconductivity Mediated by Intervalley Antiferromagnetic Fluctuations in Twisted Bilayer WSe$_2$
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Wuhan University(武汉大学)
研究揭示了扭曲双层WSe₂中谷间反铁磁涨落介导的拓扑手性超导性,通过增强配对相互作用实现高临界温度超导。
2025-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pressure-induced electronic topological transition and superconductivity in topological insulator Bi2Te2.1Se0.9
发现拓扑超导体的一种方法是建立基于已识别的拓扑绝缘体的超导性。然而,超导性与拓扑态的共存一直是《双城之战》的难解之谜。本文报道了压力对拓扑绝缘体Bi_2 Te_(2.1)Se_(0.9)的晶体结构、电子结构和超导电性的影响。在8.4GPa压力下,第一个结构转变开始,随后的结构序列为R-3 m-C2/m-C2/c-Im-3 m,直至37 GPa。在2.4GPa时开始出现超导现象,超导转变温度约为6.6K。此外,在2.5GPa附近,c/a和模的半高宽(FWHM)的异常变化表明发生了电子拓扑转变(ETT)。这些结果表明,ETT对低压菱面体相拓扑绝缘体Bi_2 Te_(2.1)Se_(0.9)的超导电性有显著的促进作用。我们的工作阐明了Bi2Te2.1Se0.9中复杂的电子结构,并揭示了拓扑绝缘体中超导性的新候选者。
2022-09-29 cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in Landau levels
对拓扑超导性的强烈探索是受到它拥有马约拉纳准粒子的前景的启发。在这项工作中,我们探讨了最佳的设计生产拓扑超导相结合的量子霍尔态与普通超导体。为此,我们考虑了一个微观模型的拓扑平凡的二维p波超导体暴露于磁场中,并发现超导性和朗道能级物理的相互作用产生了丰富的相图的状态作为一个功能的$μ/t$和$Δ/t$,其中$μ$,$t$和$Δ$是化学势,跳跃强度,和超导能隙的振幅。除了量子霍尔态和拓扑平凡的p波超导体之外,相图还包含拓扑超导性的区域。最重要的是,我们发现,应用程序的非均匀的,周期性的磁场产生的正方形或六角形晶格的$h/e$磁通大大促进区域的拓扑超导性的限制$Δ/t\rightarrow 0$。相比之下,均匀磁场、$h/2e$类磁通量的六方Abrikosov晶格或一维条纹晶格仅对足够大的$Δ/t$产生拓扑超导性。
2018-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological d-wave superconductivity in two dimensions
尽管对拓扑超导体进行了深入的研究,但拓扑超导性的实现仍然存在争议。以前提出的拓扑$s$波、$p$波和手征$d$波超导性既有优点又有缺点。本文综述了基于非手征$d$波超导体的二维拓扑超导性。结果表明,非中心对称的$d$波超导体在无限小塞曼场作用下,无需参数微调就可成为拓扑超导体。提出了以可控方式引入塞曼场的Floquet工程。当二维非中心对称超导体堆叠恢复全局反转对称性时,可能发生场致宇称跃迁,高场奇宇称超导态根据堆叠结构实现不同的拓扑相.近年来实验发展起来的强关联电子系统的二维异质结构,是研究高温拓扑超导性以及超导体中拓扑和强关联相互作用的一个平台。
2021-11-06 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
Tunable Topological Superconductivity by Fully Compensated Ferrimagnets
提出基于全补偿亚铁磁体的异质结构平台,利用电场和Néel矢量在无外加磁场下实现多维可调谐拓扑超导性及Majorana模式,规避了磁化系统中的超导相干性权衡。
2025-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Topological Aspects Of Spin Pairing in High $T_c$ Superconductivity and Berry Phase
本文从拓扑观点分析了Berry相在高$T_c$超导态自旋配对机制中的作用。
2000-04-11 cond-mat.supr-con
Interaction-induced topological superconductivity in antiferromagnet-superconductor junctions
我们预测,反铁磁绝缘体和超导体之间的结提供了一个强大的平台,以创建一个一维拓扑超导状态。它的出现并不需要存在内在的自旋轨道耦合,也不需要非共线磁性,而仅仅是从界面上的孤立子状态的排斥电子相互作用。我们证明了一个拓扑超导态产生的排斥相互作用在任意小的耦合强度,和拓扑间隙的大小迅速饱和的父平凡超导体之一。我们的研究结果提出了反铁磁绝缘体作为一个新的平台,相互作用驱动的拓扑超导。
2021-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Prediction of superconductivity and topological aspects in single-layer $β$-Bi$_{2}$Pd
拓扑超导体是近年来发现的一类具有马约拉纳费米子的材料,其特征在于存在于超导能隙中的拓扑非平凡态。超导性和拓扑态的相互作用为在凝聚态系统中实现这种拓扑超导体提供了机会。到目前为止,已经有几种这种形式的单材料拓扑超导体被理论预测和实验证实。本文采用第一性原理计算方法,研究了单层超导体$β$ -Bi $_{2}$ Pd。该单层膜费米能级附近的电子态密度主要由Bi-p和Pd-d轨道控制,形成了一个多类片的双带费米面。软声子带的存在与电子磁化率的协同作用解释了单层$β$ -Bi $_{2}$ Pd的电子-声子超导电性。由于具有中心对称结构,单层$β$ -Bi $_{2}$ Pd在整个布里渊区具有连续的能隙,在一维边界处具有拓扑Dirac-like态。本文的研究结果将使人们对$β$ Pd的一维拓扑超导电性和Majorana束缚态的研究有更高的期望。
2020-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Planar Hall effect and quasi-2D anisotropic superconductivity in topological candidate 1$T$-NbSeTe
通过块状单晶的输运与磁化测量,研究发现1$T$-NbSeTe具有平面霍尔效应所示的拓扑半金属性质及突破泡利极限的准二维各向异性超导性,是拓扑超导候选材料。
2023-04-25 cond-mat.supr-con
One-dimensional topological superconductivity in a van der Waals heterostructure
本文通过在NbSe₂上放置单层WTe₂构建范德华异质结,利用扫描隧道显微镜直接探测超导性质,证实了一维拓扑超导的存在,并发现其边缘态对磁场鲁棒且由横向自邻近效应保护,为马约拉纳束缚态的实现提供了平台。
2023-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el 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
Ferroelectrically Switchable Chirality in Topological Superconductivity
The University of Hong Kong(香港大学);Great Bay University(大湾区大学)
通过铁电可切换机制实现手性拓扑超导体,为拓扑超导体的调控和马约拉纳物理研究提供新途径。
2026-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Odd-Parity Pairing and Topological Superconductivity in a Strongly Spin-Orbit Coupled Semiconductor
最近预测了保持时间反演对称性的拓扑超导体的存在,它们有望提供巡回无质量马约拉纳费米子的固态实现和拓扑量子计算的途径。他们的第一个具体例子CuxBi2Se3是去年发现的,但到目前为止,由于缺乏指导原则,对新材料的研究一直受到阻碍。在这里,我们报告的点接触光谱实验表明,低载流子密度超导体Sn_{1-x} In_{x} Te伴随着表面Andreev束缚态,与理论分析的帮助下,奇宇称配对和拓扑超导性的证据。目前和以前在Sn_{1-x} In_{x} Te和CuxBi 2 Se 3中发现的拓扑超导电性表明,强自旋轨道耦合所支持的奇宇称配对是实现拓扑超导电性的常见潜在机制。
2012-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Floquet topological $d+id$ superconductivity induced by chiral many-body interactions
在排斥哈伯德模型下,研究了强耦合区中$d$波超导体在圆偏振光照射下的变化。我们采用Floquet形式的Gutzwiller投影的有效哈密顿量与时间周期的Schriffl-Wolff变换。我们发现CPL诱导了具有$d+id$配对的拓扑超导电性,这种配对是由手征自旋耦合和CPL产生的三位项引起的,即使在CPL的低频和低强度下,三位项仍然很重要,这在所获得的相图中得到了清楚的反映,该相图针对不同频率的激光强度和温度,从Hubbard $U$红失谐,还检查了瞬态动力学。揭示的现象可以打开一个新的,动态的方式来诱导拓扑超导性。
2022-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con