超导 Dirac 半金属中晶体对称性保护的无能隙涡旋线相
超导电性
2023-07-12 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
超导 Dirac 半金属中的涡旋线实现了晶体对称性保护的无能隙涡旋线相，其中在存在适当晶体对称性、自旋轨道耦合与多能带结构时，无能隙激发沿涡旋线传播。本文给出一个通用方案，对具有旋转（或螺旋）对称性与反演对称性的超导 Dirac 半金属中可能的无能隙涡旋线相进行分类，假设旋转（螺旋）轴平行于涡旋线。旋转（螺旋）对称性保护的无能隙模只要具有不同旋转（螺旋）本征值便是稳定的。涡旋束缚态形成的潜在机制取决于受涡旋场约束的旋转（螺旋）对称性的不可约表示，并分为三类：（i）旋转对称性下两个涡旋束缚态模的偶然能带交叉；（ii）螺旋对称性下四个涡旋束缚态模的偶然能带交叉；（iii）螺旋对称性下四个涡旋束缚态模的强制能带交叉。我们给出一个受螺旋对称性保护的 Dirac 半金属的紧束缚模型，具有 -波配对势，展示了类型（ii）的无能隙涡旋线相。我们获得四个涡旋束缚态的无能隙模，当费米能接近 Dirac 点时，其无能隙点（Majorana 零模）钉扎在 time-reversal invariant momentum（TRIM，时间反演不变动量）处。当费米能从 Dirac 点移开时，四个无能隙模分裂为两对在非 TRIM 处激发能消失的无能隙模。最后，我们讨论 NbPt 作为一种具有四重螺旋对称性保护的 Dirac 锥、可承载无能隙涡旋线相的候选材料。
引用
@article{arxiv.2302.07451,
title = {Crystal-symmetry-protected gapless vortex-line phases in superconducting Dirac semimetals},
author = {Shingo Kobayashi and Shuntaro Sumita and Motoaki Hirayama and Akira Furusaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.07451},
year = {2023}
}
备注
19 pages, 6 figures