自旋-3/2 拓扑超导体中无序增强的拓扑保护与普适量子临界性

我们研究了高自旋拓扑超导体（TSC）的马约拉纳表面态，其可在具有自旋轨道耦合的超冷原子系统或掺杂半金属中实现。作为一个范例，我们考虑了一个自旋-3/2 费米子的 p 波配对模型，该模型推广了 ${}^3\text{He-}B$。该模型具有共存的线性和三次色散马约拉纳表面带。我们表明这些表面带对相互作用不稳定，相互作用可产生自发的表面热量子霍尔效应（TQHE）。相比之下，非磁性淬灭无序诱导了一种表面共形场论（CFT），其对弱相互作用稳定：拓扑保护被无序增强。因此，高自旋 TSC 的无间隙表面态可在固态系统中稳健实现，而固态系统中无序不可避免。该表面 CFT 的特征在于仅依赖于体态拓扑缠绕数的普适标志，包括态密度的幂律标度、局域态密度涨落的普适多重分形谱，以及纵向热导率 $\kappa_{xx}$ 除以温度 $T$ 的量子化比值。相比之下，无 TQHE 序的洁净表面的 $\kappa_{xx}/T$ 会随着 $T \rightarrow 0$ 而发散。由于无序稳定了导电的马约拉纳表面流体并量子化了热输运，我们的结果表明体态 TSC 与整数量子霍尔效应之间存在密切类比。