自旋轨道耦合双层石墨烯中间隙full与无间隙的 1 维拓扑超导体
介观与纳米尺度物理
2025-10-03 v2 强关联电子
超导电性
摘要
我们提出了一种从单层过渡金属硫化物耦合到位于位移场下的 Bernal 堆叠双层石墨烯中实现 1 维拓扑超导体的方法。通过适当的加压，这种结构可能被调谐为形成三条平行的超导体械势桥形成两个平面械势桥串联，其中超导体之间存在正常区域。我们讨论的系统的两个关键特性是由过渡金属硫化物引起的自旋轨道耦合，以及沿 Fermi 面积变异的费米速度。我们展示，这两个特性导致在由两个械势桥之间的相位差和械势桥与晶格相对角度定义的参数空间中，1 维拓扑超导体占据大部分区域。一种角度形状的器件其中角度在空间变化，结合适当的相位调谐，可在 carefully 设计的器件内部形成拓扑与平凡相位之间的域壁，支持一种零能马约拉纳模式。我们推导了安德烈夫束态的谱，并表明伊辛自旋轨道耦合使拓扑超导体无间隙，而 Rashba 自旋轨道耦合在其谱中开辟间隙。我们的分析表明，向 gapped 拓扑态的转变是安德烈夫态的带反转的结果。
引用
@article{arxiv.2504.16176,
title = {Gapfull and gapless $1$D Topological Superconductivity in Spin-Orbit Coupled Bilayer Graphene},
author = {Daniel Skliannyi and Yuval Oreg and Ady Stern},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.16176},
year = {2025}
}