扭转双层石墨烯中的高阶拓扑超导

我们表明，在扭转双层石墨烯中引入自旋单态或自旋三重态超导会诱导出高阶拓扑超导。在配对符号相反的畴边界处出现 $C_{2z}T$ 保护的 Majorana Kramers 对角态，并在 Abrikosov 涡旋中显现零模。超导相的拓扑源于扭转双层石墨烯单谷能带结构的反常 [1]——即晶格支撑的缺失——该反常由 $C_{2z}T$ 与粒子-空穴对称性 $\cal P$ 保护。我们证明，任何保持谷-U(1)、自旋-SU(2)、时间反演、$C_{2z}T$ 与 $\cal P$ 的配对（自旋单态或三重态）项都必将系统驱动至高阶拓扑超导体相。此处自旋-SU(2) 对单态配对为全局自旋-SU(2)，对三重态配对则为两谷中两个 SU(2) 的组合。利用 Dirac 哈密顿量，我们证明了角模的存在并以数值计算予以确认。这些角态即便近似粒子-空穴对称性 $\cal P$ 被弱打破也稳定，而这在实验装置中属实。最后，我们提议一项实验以探测该拓扑超导：通过在 TBG-TSC Josephson 系统中观测分数量子 Josephson 效应。