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量子反常霍尔绝缘体/非常规超导体混合系统中可能的拓扑相

介观与纳米尺度物理 2021-11-09 v2 超导电性

摘要

量子反常霍尔绝缘体(QAH)/ss 波超导体(SC)混合系统已知是实现具有手性马约拉纳边缘模的二维拓扑超导体的理想平台。本文中,我们研究配对对称性为 pp 波、dd 波、手性 pp 波或手性 dd 波的 QAH/非常规 SC 混合系统。该混合系统是 QAH/ss 波 SC 混合系统的推广。鉴于 QAH 与配对的对称性,我们引入三个拓扑数来对混合系统的拓扑相进行分类。其一为表征手性马约拉纳边缘模的陈数,其余为与晶体对称性相关的拓扑数。我们对三个展现非常规 SC 对 QAH 影响的特征区间数值计算了拓扑数及相应的表面态。计算显示了丰富的拓扑相,并揭示了以下在 ss 波情形中无对应物的拓扑相:晶体对称性保护的螺旋马约拉纳边缘模、线节点相(晶体对称性保护的 Bogoliubov 费米面)以及多重手性马约拉纳边缘模。这些现象源于 QAH 与非常规 SC 之间非平凡的拓扑相互作用。最后,我们讨论了正常金属与混合系统构成的结中的隧穿电导,并表明手性与螺旋马约拉纳边缘模可根据零偏压电导峰的有无加以区分。

关键词

引用

@article{arxiv.2107.08738,
  title  = {Possible topological phases in quantum anomalous Hall insulator/unconventional superconductor hybrid systems},
  author = {Ryoi Ohashi and Shingo Kobayashi and Yukio Tanaka},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2107.08738},
  year   = {2021}
}

备注

13 pages, 9 figures