最大扭曲双层自旋三重态谷单重态超导体中的非阿贝尔拓扑超导性
摘要
近期的理论与实验研究指出，在某些双谷电子液体（包括菱面体三层石墨烯、Bernal双层石墨烯和ZrNCl）中存在一种新颖的自旋三重态谷单重态（STVS）超导相。这一完全带隙相的奇特之处在于，它将来自六角布里渊区相对角附近谷的同自旋电子配对为库珀对，但尽管如此在拓扑上却是平庸的。本文预测，将两层STVS材料以角度扭曲堆叠时，在系统成为具有12重拼砌的外禀准晶的“最大”扭曲角30°附近，会涌现出一种新颖的手性拓扑相——一个f±if'波超导体。所得复合物是一种非阿贝尔拓扑超导体（TSC），其边缘具有奇数个手性马约拉纳模，且在涡核中局域有一个单一马约拉纳零模（MZM）。通过对称性分析以及基于一种新颖准晶能带结构技术的详细微观建模，我们证明当孤立费米口袋在莫尔布里渊区中心附近合并为单一连通费米面时，非阿贝尔TSC形成，并在较宽电子密度范围内稳定。我们进一步讨论了导致f±if'波相的能量学如何产生反常的π周期层间约瑟夫森效应，这可作为该手性相的显著特征。不同于小角度扭曲石墨烯中守恒谷的莫尔物理，我们的结果确立了最大扭曲附近出现的大角度莫尔物理作为通向具有非阿贝尔激发的本征TSC的新途径。
引用
@article{arxiv.2206.05599,
title = {Non-Abelian topological superconductivity in maximally twisted double-layer spin-triplet valley-singlet superconductors},
author = {Benjamin T. Zhou and Shannon Egan and Dhruv Kush and Marcel Franz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.05599},
year = {2023}
}
备注
12 + 19 pages, 5 + 6 figures. Texts and supplementary information(SI) revised, with discussions added to highlight the connection between non-Abelian topological superconductivity and a new type of large-angle moire physics. Detailed analysis on other pairing channels presented in revised SI. Comments are welcome