氧化物纳米线中通过轨道选择性限域实现的拓扑超导演化

我们确定了在平面纳米线(具有有限横向宽度且存在面内外部磁场)中实现具有自旋单态配对拓扑超导相的最优条件。我们采用基于三带电子模型的微观描述，包含原子自旋轨道耦合以及氧化物带隙绝缘体界面处的反演不对称势。我们考虑的配对能隙振幅、自旋轨道相互作用与电子参数可直接应用于 LaAlO$_3$-SrTiO$_3$ 纳米线。横向限域引入了 $d$ 轨道的分裂，改变了轨道能量层级并显著影响拓扑相图的电子填充依赖关系。由于 $t_{2g}$ 态的轨道方向性，我们发现强限域 regime 下拓扑相的起始被钉扎在准平坦重带开始被占据的电子填充处。纳米线厚度的增加导致拓扑非平庸域从稀疏到密集分布的转变，该转变发生于与轨道布居反转相关的交叉处。这些发现通过对电子掺杂-磁场平面中最有利拓扑超导相的详细分析得到证实，凸显了轨道选择性限域的作用。