二维非中心对称超导体中的非互易电荷输运

在理论上研究了外加磁场 $B$ 下二维非中心对称超导体中的非互易电荷输运现象。Rashba 超导体、三维拓扑绝缘体表面的表面超导性以及过渡金属硫族化物（TMD）是代表性系统，并分析了它们各自的电流-电压 $I$-$V$ 特性，即 $V=V(I)$。$V(I)$ 可以相对于电流 $I$ 展开为 $V(I)= \sum_{j=1,\infty} a_j(B,T) I^j$，并且 $a_j$ 的 $(B,T)$ 依赖性取决于电荷输运机制。在平均场转变温度 $T_0$ 之上，超导序参量的涨落给出了附加电导率，即顺导电导率。将分析扩展到非线性响应，我们得到由 $a_2(B,T) = a_1(T) \gamma(T) B$ 表示的非互易电荷输运，其中 $\gamma$ 在 $T=T_0$ 时收敛到有限值。在 $T_0$ 以下，涡旋运动与电压降相关，并且 $a_j$ 对 $B,T$ 的依赖性因系统和机制而异。对于面内磁场下的超导体，Kosterlitz-Thouless（KT）转变发生在 $T_{\rm KT}$。在这种情况下，$\gamma$ 具有特征温度依赖性，例如在 $T_{\rm KT}$ 附近 $\gamma \sim (T-T_{\rm KT})^{-3/2}$。另一方面，对于具有面外磁场的 TMD，KT 转变消失，非互易响应有两种可能的机制。一是涡旋运动阻尼常数的各向异性。在这种情况下，$a_1(B) \sim B$ 且 $a_2(B) \sim B^2$。另一个是作用于涡旋运动的棘轮势，给出 $a_1(B) \sim B$ 且 $a_2(B) \sim B$。基于这些结果，我们提出了识别非互易电荷输运机制的实验。