拓扑绝缘体表面的负$U$超导性

我们研究了三维拓扑绝缘体表面上有限密度的负$U$中心（NUCs）的效应。表面 Dirac 费米子在 NUCs 处的局域 Cooper 对之间介导了幂律相互作用，且在弱无序下该相互作用保持长程性。在 NUCs 随机分布的情况下可以产生超导性。NUCs 扮演着双重角色，既是库珀对产生者也是破坏者，这两种效应的竞争导致平均场超导转变温度对 NUCs 密度的依赖呈现非单调性。全局相位相干性是通过 Josephson 耦合将局域超导液滴耦合起来而建立的。稀有涨落起着重要作用，只有当 NUCs 浓度足够大时才能实现全局超导相。超导序参量的 p 波分量导致了超导晶粒之间的阻挫，这可以通过 Potts-XY 型模型来描述。随后，在超导晶粒系统中可能出现具有手性序、玻璃序以及可能的拓扑序的新相。