边界拓扑超导体

对于二维和三维的强各向异性时间反演不变（TRI）绝缘体，能带反转可分别发生于高对称轴与高对称平面的所有TRI动量处。尽管这些材料类别因强与弱 $Z_{2}$ 指标皆平凡而在拓扑上平凡，它们却能在某些边界上承载偶数个不受保护的螺旋无隙边缘态或表面Dirac锥。本工作中我们表明，当无隙边界态被 $s_{\pm}$-波超导能隙化时，可在相应边界上实现由 $Z_{2}$ 不变量刻画的边界时间反演不变拓扑超导体（BTRITSC）。由于BTRITSC的维度比体低一，整个系统即为二阶TRI拓扑超导体。当BTRITSC的边界被进一步切开时，二维与三维情形下将分别在该样品的角点与棱线处出现Majorana Kramers对与螺旋无隙Majorana模。此外，磁场可使三维二阶TRI拓扑超导体的螺旋Majorana棱线模能隙化，并实现具有Majorana角模的三阶拓扑超导体。我们的提案有望在绝缘体-超导体异质结与正常态具所需反转型能带结构的铁基超导体中实现。