Zeeman 耦合对铁基拓扑超导体中 Majorana 涡旋模的影响

在 FeTe$_{(1-x)}$Se$_x$ 的超导区中，存在两类涡旋，其区别在于涡旋核中是否存在零能态。为理解其起源，我们考察了具有能带反转的三维金属中 Zeeman 耦合与超导配对的相互作用。研究发现弱 Zeeman 场会抑制intra-orbital自旋单重态配对，而已知后者会将涡旋表面端部的态局域化。另一方面，轨道三重态配对被证明对 Zeeman 相互作用稳定，但会导致贯穿涡旋的离域零能 Majorana 模。相比之下，即使配对呈轨道三重态形式，有限能涡旋模仍局域于涡旋端部。在现象上，这表现为随着外加磁场增大，拓扑涡旋核内零偏压峰的观测消失。FeTe$_{(1-x)}$Se$_x$ 中存在的磁性杂质会被吸引至涡旋，这将导致在捕获足够多磁性杂质的部分涡旋中发生此类 Zeeman 诱导的 Majorana 模离域。我们的结果为近期在 FeTe$_{(1-x)}$Se$_x$ 中观测到的拓扑与非拓扑涡旋二分性提供了解释。