面内塞曼场诱导的无能隙拓扑Fulde-Ferrell超流性

拓扑超流是最近发现的量子物质，具有拓扑保护的无能隙边缘态，称为马约拉纳费米子——一种奇异的量子粒子，它们充当自己的反粒子并服从非阿贝尔统计。它们的实现被认为是未来技术（如容错量子计算）的核心。迄今为止，创建拓扑超流和马约拉纳费米子最有效的方案基于Sau-Lutchyn-Tewari-Das Sarma模型，该模型在\textbf{\textit{x-y}}平面上具有Rashba型自旋-轨道耦合，并沿\textbf{\textit{z}}方向施加大的面外（垂直）塞曼场。在这里，我们提出了一种替代方案，其中拓扑超流相是通过施加面内塞曼场驱动的。该方案提供了许多新特征，特别是有限质心动量下的库珀配对（即Fulde-Ferrell配对）以及体相中的无能隙激发。结果，出现了一种具有非均匀配对序参量的新型无能隙拓扑量子物质。其特征是在边界处存在单向的马约拉纳表面态，这些表面态沿相同方向传播并连接体相中的两个外尔节点。我们展示了这种奇异拓扑物质及其相关马约拉纳费米子在自旋-轨道耦合原子费米气体中的出现，并确定了其参数空间。简要讨论了我们的方案在半导体/超导体异质结构中的实现。