Nonreciprocal Superconducting Transport from Chiral Edge States
Hefei National Laboratory(合肥国家实验室);School of Emerging Technology, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学先进技术研究院)
研究手性 Kagome 反铁磁体中,面外自旋倾斜或自旋轨道耦合产生的手性边缘态,通过晶格依赖边界终止使边缘光谱不对称,在约瑟夫森结中产生非互易特征,拓宽超导非互易性理解,为超导二极管器件提供新途径。
2026-07-21 cond-mat.supr-con
The superconducting diode effect in Josephson junctions fabricated from structurally chiral Mo$_3$Al$_2$C
The Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学)
本文研究结构手性超导体Mo₃Al₂C制备的约瑟夫森结,发现右手/左手结构器件存在磁场诱导的超导二极管效应(最大不对称性5%),右手/右手结构器件无此效应,解释了该效应的产生原因。
2025-11-12 cond-mat.supr-con
Topological in-gap chiral edge states in superconducting Haldane model with spin-orbit coupling
本研究针对常规超导体作用下的Haldane模型,发现自旋轨道耦合可使手性边缘态处于超导能隙内并在特定参数下形成无能隙态,通过能带反转与实空间投影验证了其拓扑与手性性质,为拓扑超导研究提供了新方向。
2025-07-12 cond-mat.supr-con
Visualization of Skyrmion-Superconducting Vortex Pairs in a Chiral-Magnet-Superconductor Heterostructure
本文在手性磁体-超导体异质结中实现了零场Néel型斯格明子与超导涡旋的耦合,并直接观察到依赖于外磁场方向的斯格明子-超导涡旋对,为操控斯格明子量子态及拓扑量子计算提供了新方法。
2024-10-21 cond-mat.supr-con
Nonreciprocal Transport in chiral Mo3Al2C Near the Superconducting to Normal Transition
University of Minnesota -- Twin Cities(明尼苏达大学双城分校);Rutgers University(罗格斯大学)
研究发现 Mo3Al2C 在接近超导到正常转变时表现出非 reciprocity 传输,源于手性、极性和超导性的相互作用。
2025-12-15 cond-mat.supr-con
Anomalous switching in Nb/Ru/Sr2RuO4 topological junctions by chiral domain wall motion
系统中的自发对称性破缺常常导致畴壁的形成。这种畴壁的运动被用来实现新型器件,如跑道存储器,其中移动的铁磁畴壁存储和携带信息。打破时间反演对称性的超导体也可以形成超导序参量具有简并手征的畴。Sr_2RuO_4是手性p波超导体的主要候选者,有望伴随手性畴结构。在这里,我们提出的Nb/Ru/Sr_2RuO_4拓扑超导结,它的序参量的相位绕组,可以有效地利用实空间拓扑探测,表现出不寻常的高,低临界电流状态之间的切换。这种开关很好地解释了手征畴壁动力学。开关可以部分地由外部参数如温度、磁场和电流控制。这些结果开辟了一种可能性,利用超导手征畴壁运动为未来的新型超导器件。
2013-08-12 cond-mat.supr-con
Possible three-dimensional chiral charge ordered superconducting state in cuprates
二维对凝聚体的特征是在CuO_2平面上具有“棋盘”图案的波动手性电荷有序态,沿c轴具有交替的超调制,使得相邻层是彼此电子态的镜像。平面手性顺序是由最近的圆二色性(CD)ARPES实验(A。Kaminski等人,Nature,416,611.(2002))。我们提出了对不同厚度的超薄膜进行进一步的CD实验,并认为沿c轴的奇数个晶胞可能提供二向色性,因此可能支持铜酸盐中3D手征的图像。我们发现,库仑能量增益发生沿c轴内的多层手性电荷有序状态,这是成比例的测量双层凝聚能和$T_c$在最佳掺杂。在我们的方法中,超导(SC)对由相干区的空穴含量组成,并且冷凝物的自排斥由$T_c$以下的层间库仑能量的增益补偿。SC凝聚体和波动的电荷顺序也可以描述的动态层间静电互补。
2004-01-21 cond-mat.supr-con
Chiral Majorana Hinge Modes in Superconducting Dirac Materials
手征Majorana铰链模是三维二阶拓扑超导体的特征。本文系统地研究了点群D_{2h}中的配对对称性,发现Dirac材料中的主导配对通道可以是s-,d-和s+ id-波配对。除了奇宇称s波配对超导性外,s+ id波配对超导体是拓扑非平凡的,并且具有Majorana铰链和表面模。手征马约拉纳铰链模可以用对称不变点处的四极矩或量子化四极矩的缠绕数来表征。我们的研究结果表明,强的自旋轨道耦合,晶体对称性和电子-电子相互作用的狄拉克材料可能提供了一个微观机制,实现手性Majorana铰链模式,而不利用邻近效应或外场。
2020-10-29 cond-mat.supr-con
Chiral universality class of the normal-superconducting and the exciton condensation transition on the surface of topological insulator
新的二维系统,如拓扑绝缘体和石墨烯的表面,提供了一种可能性,实验研究的情况下,认为“异国情调”只是十年前。其中之一是相对论谱电子系统中的“手征”型量子相变。在拓扑绝缘体表面出现的狄拉克半金属中的声子介导(“常规”)配对导致转变为手性超导态,而在这些无带隙系统中的激子凝聚在很久以前就已经在窄带半导体物理中被设想过。本文从具有局部吸引或排斥的微观Dirac哈密顿量出发,在泛函积分的框架下发展了BCS型高斯近似。结果表明,由于“超相对论”的色散关系,存在一个量子临界点,控制零温超导或激子凝聚态的转变。临界指数与常规量子跃迁有很大不同的量子跃迁。它们属于手性普适类。我们讨论了这些结果的应用,最近的实验中发现表面超导性的拓扑绝缘体和估计的声子配对的可行性。
2015-03-26 cond-mat.supr-con
Interface currents and magnetization in singlet-triplet superconducting heterostructures: Role of chiral and helical domains
手性畴壁和螺旋畴壁是拓扑自旋三重态超导体的常见缺陷。我们从理论上研究了超导单重态-三重态-单重态异质结构的磁性和输运性质,在自旋三重态区域内存在手性和螺旋畴的情况下,单重态引线之间的相位差是超导单重态-三重态-单重态异质结构的函数。在单重态-三重态界面处的局部反转对称性破缺允许出现静态相位控制的磁化,并且通常产生沿着边缘流动的自旋和电荷电流。畴壁数的奇偶性影响界面矩和电流的相对取向,而在某些情况下,畴壁本身有助于自旋和电荷输运。我们证明,单重态-三重态异质结构是一个通用的原型,以产生和控制非耗散自旋和电荷效应,把它们放在一个更广泛的一类系统表现出自旋霍尔,异常霍尔效应和类似的现象。界面处的电子输运和磁效应的特征可以用来评估手性/螺旋超导体中畴的存在。
2017-08-11 cond-mat.supr-con
Chiral Majorana Edge Modes and Vortex Majorana Zero Modes in Superconducting Antiferromagnetic Topological Insulator
反铁磁拓扑绝缘体(AFTI)的拓扑保护相结合的时间反演和平移对称$\mathcal{T}_c$。本文研究了$s$波超导对AFTI多层膜的影响,它打破了$\mathcal{T}_c$对称性,实现了单位陈数的量子反常霍尔绝缘体。对于弱耦合对,系统对应于具有陈数$C=\pm 2$的拓扑超导体(TSC)。我们回答了以下问题,是否本地陈数和手征马约拉纳边缘模式,这样的TSC分布周围的表面层。通过基于AFTI理论模型的数值计算,我们发现当局域Chern数总是由表面层控制时,手征Majorana边缘模的波函数不一定局域在表面层上,而是呈现出从空间占据所有层到只分布在表面层附近的平滑过渡,类似于三维二阶拓扑相中的铰链态.通过局域态密度的测量可以区分后一相和前一相。此外,我们还研究了该系统中的超导涡旋相变,发现AFTI中的交换场不仅扩大了拓扑涡旋相的相空间,而且增强了其拓扑稳定性。这些结论将促进对AFTI超导效应的研究,推动手征Majorana边缘模和涡旋Majorana零模的研究进入一个新的时代。
2021-11-17 cond-mat.supr-con
Chiral to Nematic Crossover in the Superconducting State of 4Hb-TaS$_2$
本文结合扫描隧道显微镜与角度分辨输运研究4Hb-TaS$_2$,发现其超导态中手性序参量与向列序参量竞争共存,支持该材料具有双分量超导。
2022-08-30 cond-mat.supr-con
Whether there is the intrinsic Hall effect in a multi-band superconductor?
介绍了微观模型的相互作用和对称性考虑在应用于假定的手征超导体Sr_2RuO_4的超导态。证明了最近提出的手征双带超导有序作为该材料中超导态的候选者,并且具有长期期望的性质,例如本征霍尔效应,与不支持霍尔效应的状态相比,不存在能量上的不利。其他具有带内配对的手征多带超导态也不支持本征霍尔特性。具有直接带间配对的超导态可能是霍尔效应存在的候选态。
2012-07-24 cond-mat.supr-con
Chiral pair density wave as a precursor of the pseudogap in kagomé superconductors
该研究通过模型计算揭示了kagomé超导体中由电荷序和轨道环流诱导的三重Q手性配对密度波(CPDW),它增强超导临界场并稳定颗粒状超导态,被认为是赝隙的起源。
2023-12-27 cond-mat.supr-con
Chiral Correction to the Spin Fluctuation Feedback in two-dimensional p-wave Superconductors
本文研究了准二维系统中自旋三重态p波配对的超导相的稳定性。我们证明了在没有自旋轨道耦合的情况下,在手征超导相中,手征对自旋涨落反馈的贡献与自旋量子霍尔效应有关.我们表明,这种机制支持的手征p波状态的稳定性。
2001-11-30 cond-mat.supr-con
Chiral d+is superconducting state in the two dimensional t-t' Hubbard model
将最近发展起来的Kohn-Luttinger超导变分方法应用于二维t-t'哈伯德模型,我们发现,对于相当大的次近邻跳跃,在接近半填充的d波超导态和较低电子密度的s波超导态之间存在电子密度控制的量子相变。该跃迁是通过一个中间的时间反转过程发生的,该过程具有非零的手征性和密度-电流关联。我们的研究结果表明,在过掺杂的铜氧化物体的时间反演对称性破缺状态的可能性。
2003-09-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Signature of chiral superconducting order parameter evidenced in mesoscopic superconductors
Quantum Science Center of Guangdong-HongKong-Macau Greater Bay Area(粤港澳大湾区量子科学中心);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);The Chinese University of Hong Kong(香港中文大学)
本研究针对手性超导的实验检测难题,发现β-Bi₂Pd介观超导环的Little-Parks效应中临界温度随磁场线性调制的手性特征,建立了检测手性超导的新实验方法。
2025-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting phase with a chiral $f$-wave pairing symmetry and Majorana fermions induced in a hole-doped semiconductor
研究表明,通过与\textit{s}波超导体的近接接触,可以在空穴掺杂杂质半导体薄膜的最低重空穴带中诱导出手征$f+if$波超导配对.这种对的手征性来源于重空穴在费米面上沿闭合路径运动时所积累的$3π$ Berry相。存在三个手征无带隙的Majorana边态,与手征$f+if$ %波配对一致.通过数值求解Bogoliubov-de-Gennes方程,以及在强约束极限下的解析解,证明了超导体-超导体异质结构中涡旋中零能Majorana费米子的存在性.
2011-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Quantum Monte Carlo study of magnetism and chiral d+id-wave superconductivity in twisted bilayer graphene
Nanyang Institute of Technology(南阳理工学院)
本文利用约束路径量子蒙特卡罗方法模拟扭转双层石墨烯的双轨道Hubbard模型,揭示其超导态由手性NN-d+id配对主导,并发现最近邻吸引库仑相互作用和扭转角从1.08°向下偏离均可显著增强该配对关联。
2025-11-10 cond-mat.supr-con
Odd-frequency pairs and anomalous proximity effect in nematic and chiral states of superconducting topological insulators
本文研究了超导拓扑绝缘体(STI)$M_x$ Bi $_2$ Se $_3$($M=$ Cu,Sr,Nb)的双态和手征态中出现的奇频对和邻近效应。超导能隙对称性、轨道自由度和强自旋轨道相互作用的相互作用在STI的体相和表面产生了各种奇频对。超导态和手征态分别是具有和不具有时间反演对称性的拓扑超导体的原型。我们发现费米面从封闭的球形到开放的圆柱形的演化引起了出射奇频对和表面Andreev束缚态的演化。此外,奇频对和SABS的自旋极化源于手征态的非幺正配对。这些演化和自旋极化的奇频对和SABS可以捕获的隧道电导谱。此外,我们还研究了STI的各种不可约表示中的反常邻近效应。在没有自旋轨道相互作用的情况下,自旋三重态超导结中的反常邻近效应最初被预测;奇频自旋三重态$s$波对穿透扩散正常金属(DN),在DN区诱导出明显的局域态密度零能峰。在这里,我们证明了与众所周知的结果相反,STI中的异常邻近效应并不能免受杂质的影响。脆弱性归因于这样一个事实,即近似的奇频偶宇称对是$s$ -波和非$s$ -波对的混合物,由于强的自旋轨道相互作用固有的母体材料。
2022-11-28 cond-mat.supr-con
Chiral d-wave superconducting state in the core of a doubly quantized s-wave vortex in graphene
我们发现,掺杂石墨烯中的本征手性$d_{x^2-y^2} \pm id_{xy}$波超导配对在石墨烯-超导体混合结构中产生的双量子化s波超导涡旋的核心区域中显著增强。邻近效应将s波涡旋的质心角动量转化为手征d波库珀对的轨道角动量,从而诱导出手征d波态.邻近效应增强的圆形几何形状的漩涡,我们发现一个$[1 + (T-T_{c,J})^2]^{-1}$温度依赖性的手征d-波核心振幅,其中$T_{c,J}$是其固有的散装转变温度。我们进一步提出检测手征d波状态通过研究的低能量的局部态密度的温度依赖性的涡核,它显示了一个突然的径向变化的函数的d波核心状态的强度。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermal fluctuations in superconducting phases with chiral $ d + id $ and $ s $ symmetry on a triangular lattice
研究了具有扩展的$ s $和手征$ d + id $对称性的超导序参量的热涨落行为。在准二维单带模型的框架内,在相邻的网站之间的电子之间的吸引力的三角形晶格上进行了研究。本文采用基于泛函积分理论的方法,一致地考虑了耦合电子对的序参量涨落和载流子散射。得到了相位起伏概率随温度和载流子浓度的分布函数。计算了平均超导序参量的振幅随温度的变化。超导态的相图构造的整个范围内的变化的电荷载流子浓度$ 0 <n <2 $。在此范围的边界附近,实现了具有扩展的$ s $对称性的拓扑平凡的超导态,而在它们之间实现了具有拓扑非平凡的手征$ d + id $对称性的超导态。计算出的异常自能与使用机器学习技术获得的实验结果进行了比较。
2020-09-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of thermal fluctuations on topological crossover in the chiral d+id superconducting phase
Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院乌拉尔分院乌德穆尔特联邦研究中心)
研究热波动对二维单带三角晶格中手性d+id超导相拓扑指数C1温度依赖性的影响,发现节点点位置影响拓扑跃迁范围及持续温度区间。
2025-12-09 cond-mat.supr-con
Chiral Superconductivity in Periodically Driven Altermagnet/Superconductor Heterostructures
Chongqing University(重庆大学)
研究通过周期驱动实现铁磁体/超导体异质结构中手性拓扑超导态的转变,利用s波和s+d波配对实现可调 Chern 数的高阶拓扑超导相。
2026-04-02 cond-mat.supr-con
Chiral d-wave superconductor with nonzero center-of-mass pair momentum
本文讨论了在排斥屏蔽库仑作用占优势的情况下,大质心对动量配对问题中二维电子系统的假设拓扑非平凡超导态。自洽方程的直接数值解显示出两个近似简并的序参量,它们可以正式地称为$d^{}_{x^2-y^2}$和$d^{}_{xy}$轨道对称性。时间反演对称性的自发破缺可以混合这些态,形成完全带隙的手征$d+id$超导态。
2012-09-05 cond-mat.supr-con
Revealing Superconducting Chiral Edge Modes via Resistance Distributions
Fudan University(复旦大学);Shanghai Research Center for Quantum Sciences(上海量子科学研究中心);Institute for Nanoelectronic Devices and Quantum Computing, Fudan University(复旦大学纳米电子器件与量子计算研究所);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
通过电阻分布揭示超导手性边缘模式,为区分拓扑超导相提供新方法
2026-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Photo-induced superconducting diode effect via chiral cavity modes
University of California, Los Angeles(加州大学洛杉矶分校)
本文通过光控超导二极管非互易性,揭示光诱导轨道磁化在许多体基态中的手性嵌入机制,为量子电路提供非侵入性功能探索方法。
2026-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
In-plane magnetic field vs. temperature phase diagram of a quasi-2D frustrated multiband superconductor
受铁基超导体的发现启发,我们研究了准二维阻挫三带超导体的面内磁场-温度相图中存在手征超导相组态的条件.由于塞曼分裂,耦合的超导能隙方程组呈现出一组复杂的解。对于弱的带间耦合,手征组态只能在面内磁场-温度相图的一个窄条中获得。这条手征态变得更窄,并在低温下消失,让位于非手征超导态之间的一阶跃迁。对于更强的带间耦合,如果带间耦合近似相等,则手征带要宽得多;否则,手征区域预计将完全不存在于相图中。
2015-03-16 cond-mat.supr-con
Superconducting diode effect and interference patterns in Kagome CsV3Sb5
本研究在拓扑Kagome体系CsV3Sb5中观测到无场超导二极管效应与双缝超导干涉图样,证实手性超导序的存在,为探索该体系中的奇异量子物理提供了新方向。
2024-05-16 cond-mat.supr-con
Unifying description of competing chiral and nematic superconducting states in twisted bilayer graphene
Uppsala University(乌普萨拉大学)
研究揭示了扭折双层石墨烯中左手性和向列超导态的竞争机制,通过统一的谷内配对框架解释了电子和声子介导配对的协同作用。
2026-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Examining the possibility of chiral superconductivity in Sr$_2$RuO$_4$ and other compounds via applied supercurrent
本文提出用面内超电流破坏四方对称性,通过研究相图、比热异常和隧穿谱差异来探测Sr$_2$RuO$_4$及其他候选材料中的手性超导序。
2024-01-18 cond-mat.supr-con
Vortical versus skyrmionic states in the topological phase of a twisted bilayer with $d$-wave superconducting pairing
最近的研究表明,当超导体Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$的两个扭曲单层在一定的扭曲角下发生耦合时,会出现手性拓扑相.在这项工作中,我们揭示了这种扭曲的超导双层膜的行为与$d_{x^2-y^2}$配对对称的存在下施加磁场。具体来说,我们表明,紧急涡旋物质可以作为吸烟枪检测拓扑超导在这样的双层。此外,我们报告了两个不同的skyrmionic状态,表征手性拓扑相位,并提供充分的考虑他们的实验签名和他们的演变与扭曲角。
2022-06-29 cond-mat.supr-con
Anomalous Transport through the p-Wave Superconducting Channel in the 3-K Phase of Sr2RuO4
使用微加工技术,我们提取的3-开尔文(3-K)相超导性的Sr 2 RuO 4-Ru共晶系统的个别通道,并确认奇宇称超导性在3-K相,类似于纯Sr 2 RuO 4。在低于2 K的微分电阻-电流和电压-电流特性中观察到的不寻常的滞后表明了超导态的内部自由度。一个可能的起源的滞后是电流诱导的手征畴壁运动由于手征p波状态。
2008-11-20 cond-mat.supr-con
Supercurrents in Josephson junctions with chiral molecular potentials
The Hebrew University of Jerusalem(耶路撒冷希伯来大学);Universitá degli Studi di Padova(帕多瓦大学);National Institute of Nuclear Physics (INFN), Padova Section(意大利国家核物理研究所帕多瓦分部);Institute of Science and Technology Austria (ISTA)(奥地利科学与技术研究所)
研究手性分子势对超导约瑟夫森结中自旋超电流的影响,揭示手性依赖的自旋极化约瑟夫森电流及相敏检测分子手性的潜力。
2026-09-15 cond-mat.supr-con quant-ph
Anomalous hysteresis as an evidence for a magnetic field-induced chiral superconducting state in LiFeAs
高品质LiFeAs单晶的磁测量揭示了在上临界场$H_{c2}$附近磁滞符号的变化,从由涡旋钉扎主导的明显的抗磁响应到相反符号的相当小的净磁滞响应,其中\emph{disappears}在$H_{c2}$。如果高磁场下的反磁响应是由钉扎涡旋和相关的屏蔽超电流引起的,那么这种符号变化一定是由反向流动的电流引起的,这会产生一个小的依赖于磁场的磁矩\emph{below} $H_{c2}$。这种行为似乎对样品质量或化学计量非常敏感,因为我们只在少数新鲜晶体中观察到它,这些晶体也显示出de Haas van Alphen-effect。我们提供的参数对表面超导性,磁通压缩,和随机$π$结的情况下,这已经提出了解释一个顺磁迈斯纳效应,低于较低的临界场$H_{c1}$。在高磁场下观察到的异常磁滞现象与手征能隙波函数的存在是一致的,手征能隙波函数具有依赖于磁场的磁矩。在Landau-Ginzburg框架内,我们演示了如何$(d_{x^2 - y^2} + id_{xy})$或$(p_x+ip_y)$手性超导组件可以稳定在混合状态的$s_{\pm}$超导体,由于磁场和竞争配对通道的存在下的综合影响。特定手性配对的实现取决于竞争配对通道的强度的微观细节。
2013-01-08 cond-mat.supr-con
Edge properties of the chiral d-wave superconducting state in doped graphene
研究了边缘效应对掺杂在范霍夫奇点附近的石墨烯中电子-电子相互作用驱动的d波超导态的影响。当大块体处于手征$d_{x^2-y^2}+id_{xy}$态时,在任何边缘处的序参量都被增强并且具有$d_{x^2-y^2}$对称性,随着超导性的减弱,衰变长度强烈增加。对于$d_{x^2-y^2}$态,没有石墨烯边缘是成对断裂的,并且我们从未发现任何局部零能量边缘态。我们发现两个手征边缘模式进行自发的,但不是量子化的,准粒子电流相关的零能量动量。此外,对于现实值的Rashba自旋轨道耦合,马约拉纳费米子出现在边缘时,调整塞曼场。
2013-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effects of deep superconducting gap minima and disorder on residual thermal transport in $\mathrm{Sr_2 Ru O_4}$
$\mathrm{Sr_2 Ru O_4}$的热导率测量[E. Hassinger等人,Phys. Rev. X 7,011032(2017)]被解释为有利于具有垂直线节点的配对间隙函数,而与手性$p$ -波配对相冲突。受此启发,我们研究了$\mathrm{Sr_2 Ru O_4}$的手征$p$波模型中深超导能隙极小对杂质诱导准粒子热输运的影响。结合自洽的T矩阵分析和自洽的Bogoliubov-de-Gennes计算,我们表明,正常状态的杂质散射率上的剩余热导率的依赖关系可以是非常相似的$d$波配对状态,被证明适合热导率测量,提供正常状态的杂质散射率是大的深间隙最小值相比。因此,对$\mathrm{Sr_2RuO_4}$的热导率测量可以与具有深间隙最小值的手性$p$波配对状态相协调。然而,这些模型的数据施加严重的限制,这些限制的情况下,几个不同的手性$p$波模型进行检查。
2018-12-28 cond-mat.supr-con
Chiral superconducting diode effect by Dzyaloshinsky-Moriya interaction
基于 Ginzburg-Landau 和 Bogoliubov-de Gennes 理论,研究了具有 Dzyaloshinsky-Moriya 相互作用的准二维超导体,揭示了平行于外磁场的超导电流可引发手性超导二极管效应,并阐明了相变与二极管品质因数的关系。
2024-02-01 cond-mat.supr-con
Properties of skyrmions and multi-quanta vortices in chiral $p$-wave superconductors
手征$p$波超导态支持不同于常规超导态的丰富的拓扑激发谱。除了畴壁分隔不同的手征态,手征$p$波态支持奇异和无核涡旋也被解释为skyrmion。在这里,我们提出了一个孤立的奇异和无核涡旋态的能量特性的各向异性和磁场穿透长度的函数的数值研究。在给定的手征态下,具有相反缠绕的单量子涡旋具有不同的能量,因此只有一种在能量上是有利的。我们发现,与适当的相位绕组的符号,两个量子(无芯)涡总是积极优于两个孤立的单量子(奇异)涡。我们还报告解决方案进行更多的通量量子。然而,与携带两个通量量子的那些相比,这些通常在能量上更昂贵/亚稳态。
2016-04-20 cond-mat.supr-con
Vortex in Chiral Superconducting State
我们研究了手征超导体中的涡旋,特别是p波情形。在手征超导体中,库珀对具有轨道角动量,因此U(1),宇称(P)和时间反演对称性(T)同时破缺。我们发现涡旋具有分数电荷和分数角动量,这是由P-和T-破坏引起的。角动量的分数化表明涡旋可以是服从分数统计的任何子。我们还指出,电场感应涡核附近和非平凡的电磁现象预计会发生。
1999-11-10 cond-mat.supr-con hep-th
Electrodynamics of dual superconducting chiral medium
本文利用扩展到包含磁流的有效Maxwell-Chern-Simons理论研究了具有电荷和磁荷的手征介质的电动力学。手征介质和磁场之间的螺旋度交换(称为逆级联)由手征异常方程控制。在磁流的存在下,磁螺旋度被耗散,使得逆级联在磁螺旋度消失而手征电导率达到满足$σ_χ^2< 4σ_eσ_m$的非零定值时停止,其中$σ_e$、$σ_m$和$σ_χ$分别是电、磁和手征电导率。我们认为,这种状态是超导的,并表现出迈斯纳效应的电场和磁场。此外,这种状态对于小的磁螺旋度波动是稳定的;只有当上述不等式被违反时,磁螺旋度才变得不稳定。
2017-11-28 cond-mat.supr-con hep-ph nucl-th
Unconventional Meissner screening induced by chiral molecules in a conventional superconductor
超导体与不同材料的耦合通常会导致具有非常规超导特性的系统。传统的超导体是一个完美的反磁体,将磁场排出其体积,这种现象被称为迈斯纳效应。在这里,我们表明,简单的吸附单层的手性分子,这是非磁性的溶液中,到一个传统的超导体的表面上可以显着改变其抗磁性迈斯纳响应。通过测量超导Nb薄膜在外加横向场作用下的内部磁场分布,利用低能μ子自旋旋转谱,我们证明了Nb内部的局部场分布在分子吸附后会发生很大的变化,这种变化也取决于外加场的方向.的修改不限于手性分子/Nb界面,但它是长范围的,并发生在一个长度尺度可比的超导相干长度。零场μ子自旋谱测量结合我们的理论分析表明,奇频自旋三重态诱导的手性分子负责内观察到的迈斯纳响应的修改。这些结果表明,手性分子/超导体系统支持奇频自旋三重态对,由于分子作为自旋活性层,因此,他们意味着这样的系统可以作为一个更简单的替代超导体/铁磁体或超导体/拓扑绝缘体杂化的非常规自旋三重态的产生和操纵。
2021-11-13 cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in superconducting chiral topological semimetals with parallel spin-momentum locking
School of Physics and Optoelectronic Engineering, Guangdong University of Technology(广东工业大学物理与光电工程学院);Guangdong Provincial Key Laboratory of Sensing Physics and System Integration Applications, Guangdong University of Technology(广东工业大学感知物理与系统集成应用广东省重点实验室)
本研究发现手性拓扑半金属中 Weyl 节与费米面自旋织构导致零动量带内超导出现能隙,通过自洽平均场计算揭示其立方晶格系统支持自旋单态 $s_\pm$ 与 $d+id$ 波配对混合,可实现一阶和二阶拓扑超导态,是探索本征非常规超导的理想平台。
2026-10-07 cond-mat.supr-con
Electronic properties of emergent topological defects in chiral $p$-wave superconductivity
手征$p$波超导体由于具有双分量序参量(OP)和时间反演对称性破缺,在外加磁场中可以表现出比传统超导涡旋更复杂的拓扑缺陷.我们调查的电子特性的奇异状态,其中一些包含集群的单组分涡旋的手征成分的OP和/或表现出skyrmionic字符在\textit{relative} OP空间,所有获得的微观Bogoliubov-德Gennes方程的自洽解决方案。我们揭示了新的拓扑状态的局域态密度(LDOS)和OP组件之间的手性畴壁的行为之间的联系,使这些国家的直接识别在扫描隧道显微镜。例如,skyrmion总是包含一个封闭的手性畴壁,这被发现是精确映射的零偏置峰在LDOS。此外,LDOS表现出电子-空穴不对称性,这与具有相同涡度的常规涡旋态的LDOS不同。最后,我们提出的磁场和温度依赖性的skyrmion的属性,表明这种拓扑缺陷可以是令人惊讶的大尺寸,并可以钉扎由一个人工缩进的非超导闭合路径的样品。这些特征有望促进Skyrmionic态的实验观察,从而使新兴超导材料中手征性的实验验证成为可能。
2016-07-13 cond-mat.supr-con
Inducing Superconducting Correlation in Quantum Hall Edge States
量子霍尔(QH)效应支持二维电子气(2DEG)系统边界处的一组手征边缘态。超导体(SC)接触这些状态诱导的准粒子在无耗散的一维手征QH边缘态的关联。当超导电极比超导相干长度窄时,入射电子与出射空穴通过Andreev过程沿手征边缘态关联。为了实现这种交叉Andreev转换(CAC),需要制备高透明的纳米尺度超导结。在这里,我们报告的观察CAC在石墨烯QH系统与纳米结构的NbN超导电极接触。超导电极边缘态的化学势呈现符号反转,为CAC提供了直接证据。这种混合SC/QH系统是一种新的途径,创造孤立的非阿贝尔任意零模,在共振的手征QH边缘。
2016-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Chiral Majorana Fermion Modes on the Surface of Superconducting Topological Insulators
超导拓扑绝缘体(STI)表面是实现Majorana费米子的有效$p\pm ip$超导平台。手征马约拉纳模式(CMM),这是不同于马约拉纳束缚态定位在点上,可以很容易地在实验中通过沉积铁磁覆盖层上的STI表面。在这里,我们模拟这种异质结采用一个现实的紧束缚模型,并表明,CMM出现在铁磁岛的边缘后,超导能隙被反转的铁磁和STI之间的交换耦合。此外,通过调节拓扑绝缘体的化学势可以产生多个CMM。这些结果可以应用于拓扑绝缘体和本征STI化合物,如PbTaSe $_2$,BiPd及其化学类似物中的邻近效应诱导的超导性,提供了一条路线,工程CMMs在这些材料。
2016-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intrinsic optical dichroism in the chiral superconducting state of Sr$_{2}$RuO$_{4}$
本文分析了奇异超导体时间反演对称破缺态的霍尔电导率$σ_{xy}(ω, T)$。我们发现,在带间序参量的系统中,二向色信号是非零的。这一新的内在机制可以解释在钛酸锶和其他可能的超导体中观察到的克尔效应。我们预测相干因子的影响,在温度依赖性的虚部的交流霍尔电导率$ Imσ_{xy}(ω, T)$,这可以通过实验来测试。
2012-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity-Induced Ferromagnetism and Weyl Superconductivity in Nb-doped Bi$_2$Se$_3$
最近的实验表明,零场磁化出现在超导转变温度以下的Nb掺杂的Bi_2Se_3。这证明超导态自发地打破了时间反演对称性,并可能处于手征拓扑相。这与Cu掺杂的情况形成鲜明对比,Cu掺杂的情况可能处于非晶相并且自发地破坏旋转对称性。通过从微观模型导出系统的自由能,我们发现Nb原子的磁矩可以被手征库珀对极化,从而扩大了手征拓扑相的相空间.我们进一步表明,手征拓扑相是一个外尔超导相与体节点,连接的表面马约拉纳弧。
2016-08-26 cond-mat.supr-con
How do chiral condensates affect color superconducting quark matter under charge neutrality constraints?
在电中性和色中性约束下,研究了消失温度下手性凝聚体的动态形成对彩色超导相的影响。我们将表明,出现在色味锁定(CFL)相位密度下降旁边的相位取决于双夸克耦合的强度。特别地,无间隙CFL(gCFL)相仅在弱耦合制度中实现。我们给出了一个定性的论点,为什么gCFL相在弱耦合区被取代的强耦合的一些其他阶段,一旦动力学手征对称性破缺和库珀对形成之间的竞争被考虑。
2005-04-12 cond-mat.supr-con hep-ph nucl-th
Antiferromagnetism and chiral d-wave superconductivity from an effective $t-J-D$ model for twisted bilayer graphene
从推广的哈伯德模型的强耦合极限出发,发展了自旋费米子理论,研究了扭曲双层石墨烯中超导相的绝缘相和配对对称性.假设绝缘相是一个反铁磁绝缘体,我们表明,在导电相的反铁磁秩序的波动可以调解超导配对。利用自洽平均场分析,我们发现配对波函数具有手征d波对称性。与此观察一致,我们明确显示存在手性马约拉纳边缘模式对角化我们提出的哈密顿量的有限大小的系统。这些结果建立了扭曲双层石墨烯作为一个有前途的平台,实现拓扑超导性。
2019-01-31 cond-mat.supr-con
A Review of Electronic Transport in Superconducting Sr$_2$RuO$_4$ Junctions
本文综述了Sr $_2$ RuO $_4$超导结中的电子输运。输运测量提供了手征畴壁的证据,因此,在超导Sr $_2$ RuO $_4$的手征超导性,但到目前为止,基本的超导状态的对称性仍然没有定论。进一步的研究涉及态密度测量和自旋极化输运的本地/非本地的Sr $_2$ RuO $_4$结与磁性材料可能会导致基本的发现和更好地理解超导状态。
2021-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The role of electromagnetic gauge-field fluctuations in the selection between chiral and nematic superconductivity
受几种体系中超导性观察的启发,我们重新讨论了三角晶格上双组分非常规超导体的主导配对不稳定性问题--如$(p_{x},\,p_{y})$波和$(d_{x^{2}-y^{2}},\,d_{xy})$波。这样的系统有两种可能的超导态:手征态(例如$p+ip$或$d+id$),它打破了时间反演对称性,以及超导态(例如$p+p$或$d+d$),它打破了晶格的三重旋转对称性。弱耦合计算通常倾向于手征超导态而不是手征超导态,这就提出了一个问题,即什么机制可以稳定后者。在这里,我们表明,电磁场波动可以发挥至关重要的作用,在这两个国家之间的选择。具体地说,我们推导和分析的有效自由能的两个组件的超导序参量积分后的规范场的起伏,这是形式上合理的,如果空间序参量波动可以忽略不计。一个非解析的立方项出现,在传统的$s$波超导体的情况下。然而,与后者不同的是,三次项取决于两个序参量分量之间的相对相位和相对幅度,以这种方式,它通常有利于双稳态。这个结果是超导序参量的刚度不是各向同性的事实的直接结果。与有利于手征态的四次项的竞争导致了重整化相图,其中手征态在参数空间中的宽区域上取代了手征态。我们分析了波动引起的超导相的稳定性,将我们的结果推广到四方晶格,并讨论了它们对候选超导体的适用性,包括扭曲的双层石墨烯。
2022-06-09 cond-mat.supr-con
Chiral topological superconducting state with Chern number $\mathcal{C} =-2$ in Pb$_3$Bi/Ge(111)
手征拓扑超导的材料实现是凝聚态物理中观测和操纵Majorana费米子的重要条件。在这里,我们开发了Pb $_3$ Bi/Ge(111)的紧束缚描述,最近被确定为实现手性$p$波拓扑超导性的有吸引力的候选系统[Nat. Phys. 15,796(2019)]。我们首先表明,我们的唯象模型可以捕获的两个主要特征的电子能带结构从第一性原理计算,即巨大的Rashba分裂和II型范霍夫奇异性。其次,当我们考虑Pb合金体系的$s$波超导性质时,我们发现合金体系可以被调谐为具有Chern数$\mathcal{C} = -2$的手征拓扑超导体,这是由于足够强的塞曼场和固有的大Rashba自旋轨道耦合的协同作用。进一步证明了具有$\mathcal{C} = -2$的非平凡拓扑结构可以作为两个手征Majorana边缘模在具有适当边界的系统中沿相同方向传播。最后讨论了建立拓扑超导性的物理现实条件,并观察到相应的Majorana边模,包括超导能隙、Landé $g$因子和临界磁场的影响.本研究为在二维或相关界面系统中寻找有效的$p$波超导和马约拉纳费米子提供了有用的指导。
2021-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Impact of the orbital current order on the superconducting properties of the kagome superconductors
最近的实验证据表明,在钒基可果美超导体的手征电荷顺序的动机,我们从理论上研究的手征通量电荷顺序的正常和SC性能的实验结果的影响。结果表明,费米面上的谱权被手征通量电荷序部分拉开,而保留了$M$点和两个相邻$M$点中点上的谱权,从而得到了与动量相关的能隙隙,与最近的实验观测结果一致.更重要的是,通过考虑手征通量电荷序的影响,我们发现,由于FS上的谱隙调制,传统的完全带隙的SC配对状态演化为谱权重的节隙特征。其结果是,U形态密度(DOS)变形为V形的一个与费米能量附近的剩余DOS。这些结果与实验观察结果有一定的相似性,并可能作为一个有前途的建议,调解分歧或看似矛盾的SC配对对称性的实验结果。
2023-02-24 cond-mat.supr-con