拓扑绝缘体与铁磁及反铁磁绝缘体耦合中的磁子诱导超导

我们研究了三维拓扑绝缘体表面上的狄拉克费米子由于邻近耦合到铁磁或反铁磁绝缘体中的磁涨落而产生的有效相互作用。我们的结果表明，磁涨落可以介导狄拉克费米子之间安培型和 BCS 型两种吸引相互作用。在铁磁情形中，我们发现只要磁涨落的有效拉格朗日量不含二次项，就会出现动量平行的费米子之间的配对，即所谓的安培配对。配对相互作用也随费米动量的增大而增强，并在高化学势极限下与先前的研究一致。若存在二次项，则配对在特定化学势之上转为 BCS 型。在反铁磁情形中，当同一子格上磁子间的铁磁耦合超过不同子格上磁子间的反铁磁耦合时，发生 BCS 配对。在参数空间的该区域之外，我们再次发现实现了安培配对。