高阶拓扑狄拉克超导体

我们引入了高阶拓扑狄拉克超导体 (HOTDSC) 作为三维空间中一种新的无带隙拓扑物相，它将狄拉克相的概念扩展到高阶拓扑版本。与传统的拓扑超导体和已知的狄拉克超导体在拓扑上不同，HOTDSC 在相邻表面之间具有螺旋马约拉纳铰链模式，这是系统中表现出的对称性保护的高阶带拓扑的直接结果。具体来说，我们展示了旋转、空间反演和时间反演对称性共同以无缝方式保护体狄拉克节点和铰链马约拉纳模式的共存。我们定义了一组完全表征 HOTDSC 的拓扑指标。我们进一步表明，实现 HOTDSC 相的一种实用方法是在保持必要对称性的同时，将奇宇称配对引入三维狄拉克半金属。作为我们思想的具体演示，我们构建了一个满足对称性约束的相应最小 HOTDSC 晶格模型。我们的模型在体中表现出预期的拓扑不变量，并在开放几何结构上表现出定义性的光谱特征，我们通过解析和数值方法明确验证了这一点。值得注意的是，HOTDSC 相提供了一个高阶拓扑量子临界点的例子，它能够在不同的对称性破缺模式下实现各种高阶拓扑相。特别是，通过打破 HOTDSC 的反演对称性，我们得到了一个高阶外尔超导体，这是另一种新的无带隙拓扑态，表现出混合高阶拓扑。