由外尔半金属产生的高阶拓扑超导体

我们提出，具有四个外尔点的掺杂外尔半金属是实现高阶拓扑超导体的天然候选，其体完全带隙，而表面承载稳健的无隙手性棱态。我们表明，在此类掺杂外尔半金属中，无特征有限程吸引相互作用倾向于 $p+ip$ 配对对称性。通过分析其拓扑性质，我们确认此类手性配对态为高阶拓扑超导体，其依据是否存在四重旋转反演对称性 $\mathsf{R}_{4z}$，或为内禀的（即相应棱态只能借由关闭体能隙、而非修改表面态来消除），或为外禀的。我们通过近期为高阶拓扑发展的多种方法——包括Wannier可表示性、Wannier谱与缺陷分类方法——达成此理解。对于 $\mathsf{R}_{4z}$ 对称情形，我们给出了高阶拓扑超导体的完整分类。我们表明此类二阶拓扑超导体展现的手性棱模在无相互作用效应时稳健，但可借引入表面拓扑序而消除。