无序三维 Majorana-Weyl 费米子的量子相

Justin H. Wilson; J. H. Pixley; Pallab Goswami; S. Das Sarma

doi:10.1103/PhysRevB.95.155122

无序三维 Majorana-Weyl 费米子的量子相

无序系统与神经网络 2017-04-19 v1 强关联电子

作者: Justin H. Wilson , J. H. Pixley , Pallab Goswami , S. Das Sarma

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摘要

干净三维无自旋 $p_x+ip_y$ 超导体的无能隙 Bogoliubov-de Gennes (BdG) 准粒子提供了一个 Altland-Zirnbauer 对称性分类中 D 类 Majorana-Weyl 费米子热霍尔半金属（ThSM）相的有趣例子；这样的相可以支持大的反常热霍尔电导率和零能量下的受保护表面 Majorana-Fermi 弧。我们使用数值和解析方法研究了淬灭无序对这种拓扑相的影响。利用核多项式方法，我们计算了 BdG 准粒子的平均和典型态密度；基于此，我们构建了无序相图。我们表明，对于无穷小的无序，由于罕见的统计涨落，ThSM 会转变为扩散热霍尔金属（ThDM）。因此，无序模型的相图仅由 ThDM 和热绝缘相组成。尽管如此，在有限能量处存在从 ThSM 区到 ThDM 区的交叉，并且我们确立了标志这一交叉的回避量子临界点的标度性质。此外，我们展示了两种热绝缘体的存在：(i) 平庸热能带绝缘体（ThBI）[或 BEC 相]，仅支持指数局域化的 Lifshitz 态（在低能处）；以及 (ii) 在大无序强度下的热 Anderson 绝缘体（AI）。我们确定了这两种绝缘体与 ThDM 之间两种不同的局域化转变的性质。我们还讨论了我们的结果对三维破坏时间反演对称性的三重态超导态的实验相关性。

关键词

Majorana-Weyl 费米子拓扑相淬灭无序热霍尔电导率 Bogoliubov-de Gennes 准粒子

引用

@article{arxiv.1612.05648,
  title  = {Quantum phases of disordered three-dimensional Majorana-Weyl fermions},
  author = {Justin H. Wilson and J. H. Pixley and Pallab Goswami and S. Das Sarma},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1612.05648},
  year   = {2017}
}

备注

24 pages, 24 figures

无序三维 Majorana-Weyl 费米子的量子相

摘要

关键词

引用

备注

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