拓扑超导体中的非均匀性效应

我们构建了一个适用于具有强自旋 - 轨道耦合超导体的准经典框架，该框架适用于 CuxBi2Se3 [Y. Nagai, H. Nakamura, and M. Machida: arXiv:1305.3025]。值得注意的是，在此框架中，具有建议的奇宇称配对态的 Bogoliubov-de Gennes 哈密顿量转化为具有常规自旋三重态库珀对的准经典哈密顿量。利用这一准经典理论，我们可以研究此类超导体中的非均匀性效应，如涡旋和表面现象，从而阐明拓扑超导体的配对态。在本文中，我们将准经典框架应用于源自母体化合物 Bi2Se3 拓扑不变量的具有狄拉克锥能散色的表面束缚态，以研究这些束缚态在超导序参量下的鲁棒性。在 Cu 掺杂的 Bi$_{2}$Se$_{3}$ 超导体中，奇宇称能隙函数无法在狄拉克锥色散能带上打开。我们表明，源自正常态拓扑不变量的无质量狄拉克准粒子与马约拉纳准粒子在奇宇称拓扑超导电性的表面共存。利用我们的准经典框架，可以方便地研究拓扑超导体中的非均匀性效应。