铁基超导体中的位错马约拉纳束缚态

我们表明，拓扑铁基超导体（如FeTe$_{1-x}$Se$_x$）的晶格位错将在无任何外磁场的情况下本征地俘获非阿贝尔马约拉纳准粒子。我们的理论受到近期在FeTe$_{1-x}$Se$_x$中观测到的正常态拓扑与表面磁性同超导电性共存的启发，其组合自然引发出由螺位错或刃位错所张成的二维子系统中的涌现二阶拓扑超导电性。这例证了D类中的一个新的嵌入式高阶拓扑相，其中马约拉纳零模出现在低维嵌入式子系统的“顶角”周围，而非完整晶体的顶角。我们发展了嵌套畴壁理论来理解这些缺陷马约拉纳零模的起源。当表面磁性缺席时，我们进一步发现 $s_{\pm}$ 配对对称性本身能够诱导出一种不同类型的DIII类嵌入式高阶拓扑，带有缺陷束缚的马约拉纳Kramers对。我们还就我们提案的真实材料候选者提供了详细讨论，包括FeTe$_{1-x}$Se$_x$、LiFeAs、$\beta$-PdBi$_2$以及铋的异质结构等。我们的工作确立了晶格缺陷作为实现高温拓扑量子信息处理的崭新途径。