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异维超导超材料中无自旋轨道耦合的体解离拓扑能带

超导电性 2026-04-14 v2 介观与纳米尺度物理

摘要

拓扑超导体(TSCs)存在于超导混合异质结构中,该结构集成了超导和非超导材料。为了发现用于容错量子计算的奇异非阿贝尔任意子,人们对其进行了深入研究。在此过程中,混合超导系统面临的一个挑战是控制杂化,这通常需要在增强超导邻近效应与抑制理想电子特性(如强自旋轨道相互作用)之间取得平衡。因此,发现拓扑特性可通过材料几何设计控制并增强、且无需自旋轨道相互作用的混合超导系统,将是一个值得探索的有趣方向。在这项工作中,我们从理论上研究了一个装饰有自旋极化磁性吸附原子的方形超导网络。我们发现,尽管没有自旋轨道相互作用,磁性吸附原子位点上的局域Yu-Shiba-Rusinov束缚态仍集体形成了一种弱拓扑超导相。然后我们证明,通过调节网络的费米能,系统可以从弱TSC相转变为体解离TSC相,在此相中,边缘态能带与体态分离,从而产生诸如节线和共存的体解离边缘与角模等意想不到的特征。此外,我们的发现强调了异维超导超材料如何作为控制不同维度电子自由度之间耦合与解离的有用模板。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.08675,
  title  = {Bulk-dissociated topological bands without spin-orbit coupling in hetero-dimensional superconducting metamaterials},
  author = {Joseph J. Cuozzo and Sayed Ali Akbar Ghorashi and Dale Huber and Wei Pan and François Léonard},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.08675},
  year   = {2026}
}

备注

28 pages, 6 figures, 1 table