Proximity-induced superconductivity in Landau-quantized graphene monolayers
我们考虑石墨烯单层中的无质量狄拉克费米子同时受到垂直磁场$B$和邻近诱导的配对间隙$Δ$的影响。当化学势处于狄拉克点时,我们精确解Bogoliubov-de Gennes方程得到了与相对论无关的$Δ$朗道能级。由于本征态依赖于$Δ$,因此许多可观测量仍然对配对敏感,例如,局域态密度或边缘态谱。通过引入面内电场来解决这个问题,我们还讨论了带隙对蛇态的影响。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall
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
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
A case of thermodynamic failure in the Ginzburg--Landau approach to fluctuation superconductivity
本文指出了 Ginzburg--Landau 方法在处理涨落超导性时的热力学失效,通过分析准一维非均匀超导环在临界温度以上由热涨落引起的电流和功率,发现即使在均匀温度假设下,环路中仍出现局部吸热和放热现象。
2024-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Emergence of Topological Superconductivity in Doped Topological Dirac Semimetals under Symmetry-Lowering Lattice Distortions
本研究通过群论分析发现四种对称性降低的晶格畸变可在掺杂拓扑狄拉克半金属中诱导非传统超导性,产生拓扑节线或拓扑晶体超导态,并提高超导临界温度,为压力调控拓扑超导提供了新途径。
2021-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Revealing topological superconductivity in extended quantum spin Hall Josephson junctions
量子自旋霍尔超导体混合物是拓扑超导性和马约拉纳模式的有前途的来源,特别是考虑到HgTe和InAs/GaSb的最新进展。提出了一种新的方法来揭示支持分数约瑟夫森电流的扩展量子自旋霍尔约瑟夫森结的拓扑超导性。具体来说,我们表明,作为一个线程之间的超导体的磁通量,临界电流的痕迹具有清晰的指纹拓扑超导性的干扰模式-即使当噪音破坏宇称守恒。
2014-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in tripartite superconductor-ferromagnet-semiconductor nanowires
出于最近的实验寻找马约拉纳零模式在三方半导体纳米线与外延超导体和铁磁绝缘体层,我们探讨了拓扑超导性的出现在这样的设备的三个组成部分的范例安排。考虑到磁性和超导性之间的竞争,我们自洽地处理超导性,并在直接波函数方法内描述电子性质,包括超导和铁磁邻近效应。我们的结论是,拓扑超导性最可行的机制依赖于超导体-半导体-铁磁安排的成分,其中自旋分裂和超导性是独立诱导在半导体中的接近和超导性是只有微弱的铁磁绝缘体的影响。
2020-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Quantum Phase Transitions in Superconductivity on Lattices
在二维晶格上讨论了超导电性中的拓扑量子相变。主要的焦点是超导态的陈数。每一种超导电性都由陈数表征,量子相变与布里渊区准粒子布洛赫函数的拓扑变化有关。对于超导情形,陈数有几个等价但不同的拓扑表达式,分别由涡旋、狄拉克算符和弦给出。我们证明了量子相变的单重态和三重态的情况下,这些拓扑量。
2001-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous Floquet Chiral Topological Superconductivity in a Topological Insulator Sandwich Structure
我们证明了Floquet手征拓扑超导性在磁性拓扑绝缘体-超导体三明治结构的约瑟夫森结中自然产生。约瑟夫森相位调制与施加的偏置电压在整个结驱动系统到反常Floquet手征拓扑超导体托管手征马约拉纳边缘模式的准能谱,与散装Floquet带进行零陈数。偏置电压作为一个调谐参数,使新的动力学拓扑量子相变驱动系统到无数的异国情调的马约拉纳携带Floquet拓扑超导相。我们的理论建立了一个新的范式实现Floquet手征拓扑超导性的固态系统,这应该是实验上直接访问。
2020-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Two-dimensional time-reversal-invariant topological superconductivity in a doped quantum spin Hall insulator
时间反演不变拓扑超导体在体块中具有完全的配对能隙,并且在边缘或表面上具有无能隙的马约拉纳态。在这里,我们从理论上提出了掺杂量子自旋霍尔绝缘体的拓扑超导性。在双轨道模型下研究了掺杂Sn $X$薄膜的对对称性,发现当轨道内吸引力大于轨道间吸引力时,掺杂Sn薄膜实现拓扑超导,这对于自旋轨道耦合较强的掺杂量子自旋霍尔绝缘体是普遍的.在紧束缚模型中对边缘通道进行了数值研究。最后,通过与体Sn中的$3d$超导性的比较,讨论了Sn $X$薄膜中可能的拓扑超导电性。
2014-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Higher-Order Topological Superconductivity of Spin-Polarized Fermions
研究了中心对称铁磁金属中自旋极化电子的超导电性。由于电子的自旋极化和费米统计,超导配对函数自然具有奇宇称。根据Fu、Berg和Sato提出的宇称公式,当正常金属具有奇数个费米面时,奇宇称配对导致常规的一阶拓扑超导性。在这里,我们推导出表征中心对称超导体高阶拓扑结构的拓扑不变量的广义宇称公式。在此基础上,我们系统地分类了铁磁金属所有可能的能带结构,这些能带结构可以诱导出反转保护的高阶拓扑超导电性。其中,掺杂铁磁结半金属被认为是最有希望的高阶拓扑超导正常态平台。在二维空间中,我们证明了掺杂狄拉克半金属的奇宇称配对诱导出二阶拓扑超导体。在三维空间中,掺杂节线半金属的奇宇称配对产生了一个带负电荷的节线拓扑超导体。另一方面,掺杂半导体结线半金属的奇宇称配对诱导出三维三阶拓扑超导体。我们的理论表明,超导性和铁磁结半金属的组合开辟了一个新的途径,未来的拓扑量子计算使用马约拉纳零模式。
2020-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
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
Evolution of Landau levels in graphene-based topological insulators in the presence of wedge disclinations
本文采用具有内禀自旋轨道耦合的Kane-Mele模型,研究了楔形向错和磁场对石墨烯基拓扑绝缘体电子性质的影响.利用适当定义的Dirac-Weyl方程,得到了朗道能级的精确解。讨论了拓扑缺陷对朗道能级演化的影响。
2017-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
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
Three-dimensional time reversal invariant topological superconductivity in doped chiral topological semimetals
手性拓扑半金属在晶体对称性的保护下具有多重简并带交叉点。在本文中,我们建议,最近发现的手性拓扑半金属空间群198,其中部分是超导掺杂,可以成为新的候选人的时间反演不变的拓扑超导体。通过研究具有非零Chern数的带交叉点附近的Fermi表面,阐明了手征拓扑半金属的非平凡拓扑结构对其超导态的影响,并证明了在$s_\pm$波对中存在拓扑超导电性.我们进一步证明了拓扑超导电性是由声子介导的电子-电子相互作用的单元格间。
2021-05-02 cond-mat.mes-hall
Landau levels in a topological insulator
最近的两个实验成功地观察到朗道能级的拓扑绝缘体Bi 2 Se 3的隧穿光谱。为了模拟的影响,扫描隧道显微镜针尖上的朗道水平,我们解决了二维狄拉克方程中存在的局部静电势。我们发现,STM尖端不仅移动的朗道能级,但也抑制了一个现实的选择参数的朗道能级的负分支。
2011-07-05 cond-mat.mes-hall
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
Layer-Locked Chiral Topological Superconductivity
Sun Yat-sen University(中山大学)
本研究揭示了实现层锁定拓扑相的通用机制,在非对称双层反铁磁系统中实现了层锁定手性拓扑超导性,确定了三种栅极可调拓扑相,并建立了相关拓扑量与物理响应的对应关系。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Detecting Topological Superconductivity with $φ_{0}$ Josephson Junctions
超导性、磁场和自旋轨道相互作用的相互作用是拓扑超导性的核心。值得注意的是,Szombati等人最近在实验上发现了$φ_{0}$约瑟夫森结,Nat. Phys. 12,568(2016)的特征在于超导电流中的有限相位偏移,需要与拓扑超导体相同的成分,这表明这两种不同现象之间存在深刻的联系。在这里,我们从理论上表明,量子点$φ_{0}$约瑟夫森结可以作为一个新的定性指标的拓扑超导性:微观上,我们发现,在$s-$波超导体的结中的相移是由于自旋轨道诱导的量子点上的单占据态的混合,而对于拓扑超导体结,它是由于单线态-三线态混合。由于这一重要差异,当量子点的自旋轨道矢量与外部塞曼场正交时,$s$波超导体形成$π$约瑟夫森结,而拓扑超导体具有有限的偏移量$φ_{0}$,由此可以将拓扑超导性与常规超导性区分开来。我们的预测可以立即在目前用于马约拉纳费米子实验的纳米线系统中进行测试,从而为检测拓扑束缚态提供了一种新的和现实的方法。
2016-07-26 cond-mat.mes-hall
Signatures of Topological Superconductivity in Bulk Insulating Topological Insulator BiSbTe$_{1.25}$Se$_{1.75}$ in Proximity with Superconducting NbSe$_2$
在s波超导体和三维拓扑绝缘体(3D-TI)之间的界面处,超导性和自旋动量锁定的组合被预测将产生可以容纳Majorana费米子的奇异p波拓扑超导相。然而,以前研究的3D-TI样品的大体积电导率和3D大块超导体与2D拓扑表面状态之间的费米能级失配阻碍了重大进展。在这里,我们采用块状绝缘拓扑绝缘体与二维超导体NbSe $_2$通过范德华外延组装。实验测得的微分电导产生不寻常的功能,包括双间隙频谱,一个固有的不对称性,消失与小的平面内磁场和微分电导纹波的偏置显着大于超导能隙。我们解释我们的结果的基础上的邻近诱导超导的拓扑表面状态,同时也考虑拓扑平凡的超导性所产生的Rashba型表面状态的可能性。我们的工作表明,获得p-波超导体的邻近效应体绝缘TI的可能性。
2019-11-17 cond-mat.mes-hall
Topological Landau Lattice
拓扑费米子的概念,包括外尔费米子和狄拉克费米子,源于由磁场诱导的量子霍尔态,但拓扑费米子的定义和分类是在没有使用磁场的情况下制定的。目前还不清楚,一旦它们的本征谱被强磁场完全重建,是否以及如何探测拓扑费米子的拓扑信息。在这项工作中,我们提供了一个答案,通过映射的$d$维的拓扑费米子朗道能级(带)的$(d-1)$维晶格模型的频谱。所得到的“朗道晶格”可以对应于一个拓扑绝缘体,其拓扑性质可以由实空间拓扑不变量决定。相应地,每个零能量朗道能级(带)从朗道晶格的对应拓扑边界状态继承拓扑稳定性。通过将磁场作用下的二维Dirac费米子变换为A Ⅲ类的Su-Schrieffer-Heeger模型,将三维Weyl费米子变换为A类的Chern绝缘体,详细地论证了该理论.
2017-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Equivalence of topological mirror and chiral superconductivity in one dimension
本研究证明一维拓扑镜像超导与BDI类手性拓扑超导严格等价,指出镜像贝里相位对应BDI类手性绕数不变量,且该态属于Altland-Zirnbauer周期表中BDI类的特例,并通过两类体系验证了结论。
2015-01-05 cond-mat.mes-hall
Topological superconductivity in lead nanowires
具有奇数个穿过费米能的能带的超导体在界面处具有拓扑保护的Andreev态,包括一维几何中的Majorana态。超导性,低数量的一维通道,大的自旋轨道耦合,和一个相当大的塞曼能量,存在于铅纳米线产生的纳米压痕的铅尖端在铅基板上,在磁场高于铅体临界场。已经分析了许多这样的装置。在其中的一些实验中,临界电流对磁场的依赖性,以及在有限电压下观察到的多重Andreev反射,都与拓扑超导性的存在相一致。
2012-03-23 cond-mat.mes-hall
A simple Tight-Binding Approach to Topological Superconductivity in Monolayer MoS2
单层二硫化钼(MoS2)具有蜂窝状晶体结构。考虑钼原子三角形亚晶格,引入一个简单的紧束缚哈密顿量,研究了单轴应变下MoS2的相变和拓扑超导电性.结果表明,自旋单态p+ip波相是一个具有非零Chern数的拓扑超导相。当化学势大于(小于)自旋轨道耦合(SOC)强度时,陈数等于四(二),否则等于零。当超导能隙较小时,化学势大于SOC强度时,存在零能Majorana态。最后,我们证明了拓扑超导相在单轴应变下保持不变。
2019-02-11 cond-mat.mes-hall
Prediction of topological superconductivity in 1$T$-TiTe$_2$ under pressure
拓扑超导电性因其能够承载Majorana零模并可用于拓扑量子计算而引起人们的广泛兴趣。基于第一性原理计算和对有效BdG哈密顿量的分析,我们证明了1 $T$ -TiTe $_2$是一种在费米能级附近具有Dirac锥型表面态的拓扑金属,它表现出正常-拓扑-正常的超导相变.这些结果指出了一种新的无规掺杂的拓扑超导体,其中杂质的影响可能会大大降低。此外,我们的计算还表明,过渡金属插层Ti(Se $_{1-y}$ Te $_y$)$_2$也是实现TSC和MZM的一个很有可能的途径。
2021-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Combining quantum spin hall effect and superconductivity in few-layer stanene
Stanene被认为是一种含有拓扑边态的量子自旋Hall绝缘体和一种具有螺旋Majorana边模的时间反演不变性拓扑超导体。最近,在单层锡烯薄膜中发现了拓扑边缘态存在的实验证据,并且在除单层外的少层锡烯薄膜中观察到了超导电性。同时具有拓扑边态和超导性的集成系统是实现拓扑超导性的一个可能平台。少层锡烯在满足这一要求方面表现出巨大的潜力,在实验中受到高度重视。在这里,我们成功地在铋(111)衬底上生长少层锡烯。用扫描隧道显微镜/光谱仪(STM/STS)观察到了拓扑边缘态和超导带隙。我们的结果进一步向锡烯薄膜的拓扑超导性迈进了一步。
2020-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral topological superconductivity in Josephson junction
我们考虑半导体层的异质结构夹在两个超导体之间,形成一个二维的约瑟夫森结。在垂直于结的方向施加塞曼场,可以得到具有手征马约拉纳边模的拓扑超导相。我们发现两个超导体之间的相位差可以有效地减少所需的磁场,实现手性拓扑超导,提供了一个实验上可行的设置,实现手性马约拉纳边缘模式。我们还构造了一个晶格哈密顿量的设置,以证明手征马约拉纳边缘模式和马约拉纳束缚态定位在涡旋。
2021-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci