邻近诱导 HgTe 量子阱中的受控有限动量配对与空间变化序参量
介观与纳米尺度物理
2015-09-11 v1
摘要
常规的 波超导性被认为源于具有相反费米动量的电子的单态配对，形成净动量为零的库珀对[1]。近来的若干研究聚焦于此类常规 波超导体与在费米面上具有反常电子自旋和动量构型的系统相耦合的结构。在这些条件下，配对态的性质可被改变，系统甚至可能经历拓扑相变[2,3]。本文给出与铝或铌超导体耦合、并受量子阱面内磁场作用的若干 HgTe 量子阱的测量与理论计算。通过研究约瑟夫森干涉对平面内磁场大小的振荡响应，我们发现量子阱内诱导的配对是空间变化的。库珀对获得随磁场强度增长的可调动量，直接反映了自旋依赖的费米面对平面内磁场的响应。此外，在高电子密度区间，诱导超导中的节点随电子密度演化，与基于 Bernevig、Hughes 和 Zhang 哈密顿量的模型一致[4]。这一一致性使我们能定量提取 的值，其中 是有效 g 因子， 是费米速度。然而，在低密度下我们的测量与模型细节不符。我们对自旋物理与超导性之间相互作用的新理解，引入了一种空间上设计序参量的方法，以及一个用于研究材料费米面上电子自旋织构的通用框架。
引用
@article{arxiv.1509.02940,
title = {Controlled Finite Momentum Pairing and Spatially Varying Order Parameter in Proximitized HgTe Quantum Wells},
author = {Sean Hart and Hechen Ren and Michael Kosowsky and Gilad Ben-Shach and Philipp Leubner and Christoph Brüne and Hartmut Buhmann and Laurens W. Molenkamp and Bertrand I. Halperin and Amir Yacoby},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.02940},
year = {2015}
}