p波超导体中手性到螺旋马约拉纳费米子的转变

手性和螺旋马约拉纳边缘模是二维拓扑超导体的两种典型无隙激发。它们分别属于由$\mathbb{Z}$和$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量表征的两种不同Altland-Zirnbauer对称类的超导体。似乎不可能在不破坏对称性的情况下将一对共传播的手性边缘模调谐为反向传播。本文表明，这种直接的拓扑转变实际上是可能的，只要系统具有一个额外的对称性$\mathcal{O}$，其将体拓扑不变量改变为$\mathbb{Z}\oplus \mathbb{Z}$类型。我们提出并解析求解了一个描述陈绝缘体与$p_x$波超导体邻近结构的简单模型，以阐明两个拓扑非平庸相之间的转变。弱配对相具有两个手性马约拉纳边缘模，而强配对相以$\mathcal{O}$分阶陈数表征，并拥有一对反向传播的马约拉纳费米子。我们详细给出了体拓扑不变量与边缘理论。讨论了这些结果对基于马约拉纳费米子的拓扑量子计算的意义。