来自 $\mathcal{C}_4$ 对称狄拉克半金属节点的高阶拓扑超导

我们分析了类似于 Cd$_3$As$_2$ 的、具有两个沿 $k_z$ 方向分离的的四重简并狄拉克点的 $\mathcal{C}_4$ 对称狄拉克半金属中可能出现的超导态的拓扑性质。与最简单的外尔半金属（其所有配对序均拓扑受阻且为节点型）不同，我们表明狄拉克半金属中配对的拓扑阻碍关键地仅存在于特定配对对称性中。特别地，我们聚焦于奇宇称 $B_{1u}$ 和 $B_{2u}$ 配对态，二者均可由伊辛铁磁涨落诱导。$B_{1u}$ 和 $B_{2u}$ 配对态从正常态继承了拓扑阻碍，这决定了这些态必然具有受 $\mathbb{Z}_2$ 单极荷保护的四个 Bogolibov-de Gennes（BdG）狄拉克点节点。通过 Wannier 态分析，我们表明超导态中的拓扑阻碍具有高阶性质。结果，在具有带隙表面的棒状几何中，高阶马约拉纳零模的弧存在于 BdG 狄拉克点之间铰链的特定 $k_z$ 区域。与外尔半金属中的费米弧不同，高阶马约拉纳弧由于 BdG 狄拉克点受 $\mathcal{C}_4$ 对称性保护的附加 $\mathbb{Z}$ 值单极荷而对抗自湮灭稳定。我们发现相同的 $\mathbb{Z}$ 值荷也由 $B_{1g}$ 和 $B_{2g}$ 通道携带，其中 BdG 谱具有体“节点笼”，即由节点线形成的笼，在保持对称性的扰动下稳定。