与拓扑绝缘体耦合的 $s$ 波和 $d$ 波超导体中的逆邻近效应

我们研究了由薄层 $s$ 波或 $d$ 波超导体（S）与拓扑绝缘体（TI）组成的双层结构中的逆邻近效应。对 TI 的拓扑费米子积分消去后，我们发现 S 中诱导出自旋轨道耦合，这导致 $s$ 波（$d$ 波）超导体的反常格林函数中出现自旋三重态 $p$ 波（$f$ 波）关联。求解超导序参量的自洽方程，我们发现当 S 与 TI 的费米动量一致时，逆邻近效应可很强。能隙的压低近似正比于 $e^{-1/\lambda}$，其中 $\lambda$ 为无量纲超导耦合常数。这与较高的 $\lambda$ 给出更稳健超导态的事实一致。对于 $s$ 波 S，能隙被强烈压低的 TI 化学势区间以 $\mu_{TI} = \pm\sqrt{2mv_F^2\mu}$ 为中心，并随跳跃参数 $t$ 二次增长。由于常规超导体的 S 化学势 $\mu$ 通常较高，逆邻近效应除 $t$ 超过临界值外可忽略。然而，对于足够低的 $t$，逆邻近效应可忽略，这与迄今多数研究 S-TI 结构中邻近效应的工作所假定的一致。在具有低费米能的超导体中，如具有 $d$ 波对称性的高-$T_c$ 铜氧化物，我们再次发现序参量被压低。但因此时 $\mu$ 小得多，在 $\mu_{TI}=0$ 处可在低得多的 $t$ 下发生强逆邻近效应。此外，强逆邻近效应的 onset 之前伴随序参量的增大，使得能隙可通过 $\mu_{TI}$ 的微小变化被调节数个量级。