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原子极限下三维Rashba异质结构中非常规Lifshitz转变处的多能隙超导性

超导电性 2021-02-03 v2 介观与纳米尺度物理 量子物理

摘要

众所周知,由具有若干量子子带电子谱的原子层超晶格构成的原子极限(HA)多能隙超导三维异质结构的临界温度,可通过由不同能隙间接触交换相互作用驱动的形状共振而增强。将费米能级调谐至Lifshitz转变处开启颈部结构的奇异节点点附近,可实现TCT_C增强。近来,打破反演对称性的现象备受关注,其导致线性动量依赖的自旋轨道诱导自旋分裂,在三维层状金属中亦被普遍称为Rashba自旋轨道耦合(RSOC)。然而,具有RSOC的三维HAL中非常规Lifshitz转变附近的非BCS regime多能隙超导物理尚属未知。本工作的关键结果是通过Bogoliubov理论求得超导能隙、通过求解Dirac方程得到三维电子波函数,即通过将自旋轨道长度与三维超晶格周期适当匹配来实现多能隙超导性的调谐。研究发现,当费米能调谐至圆形节点线附近时,RSOC的存在同时放大了k依赖的各向异性能隙函数与临界温度。我们的结果提出了一种通过调谐超晶格调制参数来有效改变RSOC对宏观超导体凝聚态影响的方法,其方式对若干现有实验平台及量子计算所需量子器件的可调材料中的自旋电子学功能具有潜在意义。

关键词

引用

@article{arxiv.2011.02311,
  title  = {Multigaps superconductivity at unconventional Lifshitz transition in a 3D Rashba heterostructure at atomic limit},
  author = {Vittoria Mazziotti and Antonio Valletta and Roberto Raimondi and Antonio Bianconi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2011.02311},
  year   = {2021}
}

备注

19 pages, 16 figures