非常规超导体中的原子线缺陷与拓扑超导性
超导电性
2021-03-05 v2 强关联电子
摘要
拓扑超导体（TSC）是具有同时的 off-diagonal 长程序与非平凡拓扑不变量的关联量子态。它们产生无隙或零能边界激发，包括马约拉纳零模和手性马约拉纳边缘态，其拓扑保护的相位相干性对容错量子计算至关重要。候选拓扑超导体在自然界中极为罕见。在此，我们提出一种在天然嵌入量子结构（如非常规自旋单态 波和 波超导体中的原子线缺陷）中实现准一维（1D）拓扑超导体的新途径。我们表明，由原子缺失导致的反演对称性破缺与电荷转移，引起初始杂质带的占据，以及穿越线缺陷的邻近电子的混合宇称自旋单态与三重态库珀配对。非平凡拓扑不变量出现并占据参数空间的很大部分，包括由外加磁场或缺陷诱导磁性导致的时间反演对称性破缺塞曼耦合，从而在不同拓扑类中创造具有线缺陷两端鲁棒马约拉纳零模的拓扑超导体。除为近期在单层 Fe(Te,Se) 超导体原子线缺陷两端发现零能束缚态提供新机制外，该发现为利用具有大配对能隙和高转变温度的非常规超导体中嵌入量子结构来实现最简单且最鲁棒的 1D 拓扑超导体开辟了新道路。
引用
@article{arxiv.2004.05860,
title = {Atomic line defects and topological superconductivity in unconventional superconductors},
author = {Yi Zhang and Kun Jiang and Fuchun Zhang and Jian Wang and Ziqiang Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.05860},
year = {2021}
}
备注
16 pages, 9 figures. To be published in Physical Review X