镱原子置于 Nb(110) 表面作为构建拓扑超导性平台
超导电性
2025-06-25 v1 强关联电子
摘要
一维磁性链中的螺旋自旋纹理可实现拓扑超导性并宿主马约拉纳零模，独立于是否存在本征自旋轨道耦合。我们表明，置于 Nb(110) 表面的镱 (Gd) 原子拥有较大的 4f 磁矩，能够通过价电子中介展开间接交换相互作用，表现为 Yu-Shiba-Rusinov 态。通过结合扫描隧道显微镜和光谱仪器，配合密度泛函理论，我们分析了 Yu-Shiba-Rusinov 态在单个 Gd 原子和 Gd 二聚体中的出现情况，揭示了其背后的磁相互作用机制。基于此，我们通过自旋动力学仿真预测，在 Gd 链中将形成稳定的螺旋 N\'eel 型自旋螺旋配置。我们的发现表明，稀土磁性材料为精确调控自旋螺旋基态提供了可行的平台，这是实现拓扑超导性的关键前提。
引用
@article{arxiv.2506.19514,
title = {Rare-earth atoms on Nb(110) as a platform to engineer topological superconductivity},
author = {David Antognini Silva and Yu Wang and Nicolae Atodiresei and Felix Friedrich and Stefan Blügel and Matthias Bode and Philipp Rüßmann and Artem Odobesko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.19514},
year = {2025}
}
备注
9 pages, 5 figures