超导体中的体无序影响邻近诱导拓扑超导

我们研究了超导体体相中普通非磁性无序对磁性吸附原子诱导的 Shiba 态以及对隧道耦合到体超导体的纳米线中邻近诱导超导性的影响。在自洽 Born 近似的框架下，我们表明，与普遍看法相反，即使纳米线（或超导体-纳米线界面）中没有任何无序，当邻近隧道耦合较强时，邻近诱导的拓扑超导也会受到体超导无序的不利影响。特别是，体无序可有效随机化 Shiba 态能量。对于邻近的半导体纳米线，我们数值计算了线上诱导的有效无序和配对能隙对半导体-超导体隧道耦合的依赖关系。我们发现，诱导无序相对于耦合的标度指数总是大于诱导能隙的指数，这意味着在弱耦合下，邻近诱导的配对能隙占主导，而在强耦合下，诱导无序占主导。这些发现凸显了在实验搜索邻近耦合混合结构中的固态 Majorana 费米子时，改进体超导体本身质量（除纳米线和界面质量外）的重要性，并特别指出了以实现大邻近能隙为目标追求半导体与超导体间强耦合的陷阱。特别是，我们的工作确定，用于 Majorana 研究的强耦合混合系统中的体超导体必须处于超洁净极限，否则体无序可能完全抑制所有诱导的拓扑超导效应。