铁电超导体中的马约拉纳-外尔锥

拓扑超导体被预言会展现出非凡的现象，包括非阿贝尔任意子激发、携带热量的边缘态以及博戈留波夫谱中的拓扑节点。然而，尽管进行了大量的实验努力，我们仍然缺乏这些奇异现象的明确特征。在此背景下，最近在轻掺杂和超纯的 SrTiO$_3$ 中发现的超导性与铁电性共存现象开辟了新的机遇。事实上，将强自旋轨道耦合与反演对称性破缺相结合是设计拓扑超导性的一条有前景的途径。在这里，我们研究了一个具有拉什巴自旋轨道耦合的三维抛物带最小值，其轴由铁电矩的方向对齐。我们表明，当施加磁场时，上述所有现象都在此模型中自然出现。在超过临界塞曼场后，无论电子密度如何，马约拉纳-外尔锥都会出现。这些锥体表现为出现在表面和四方畴壁上的马约拉纳弧态。相对于铁电矩方向旋转磁场会使马约拉纳-外尔锥倾斜，最终将其驱动到具有博戈留波夫费米面的第二类状态。然后，我们考虑了轨道磁场的影响。首先，发现单个涡旋被一个拓扑晕包围，并以两个马约拉纳零模为特征：一个局域在涡旋核心，另一个在拓扑晕的边界上。基于半经典论证，我们表明，当磁场增加到超过临界值时，晕会重叠并最终在整个系统中渗透，导致一个总是在正常态之前的体拓扑转变。最后，我们提出了具体的实验来检验我们的预测。