超电流二极管效应的唯象理论：Lifshitz 不变量

正常态中的非互易现象已得到充分确立，并对许多商业应用至关重要。相比之下，其超导类比，如超导二极管效应(SDE)，才刚刚开始被实验探索，并给理论理解带来重大挑战。本工作中，我们基于广义 Ginzburg-Landau 自由能提出 SDE 的唯象图像，其中包含 Lifshitz 不变量作为有限动量库珀对的非中心对称螺旋相的标志。我们揭示，这种 Lifshitz 不变量在准二维系统的外加磁场中驱动 SDE，并且由于固有的非均匀磁响应，它不能被规范变换消除。对于薄膜，SDE 随其厚度的平方缩放，并随面内磁场强度非线性变化。我们推导出一个显式公式，将小磁场下的 SDE 与 Rashba 自旋轨道耦合强度、g 因子和费米能联系起来。对于非中心对称约瑟夫森结，我们自洽地获得支持 SDE 的广义非谐电流-相位关系。我们方法的通透性（与实验测量的 SDE 吻合良好）为研究非互易现象提供了重要方法，这对超导自旋电子学和拓扑超导至关重要。