基于孔隙半导体-超导体器件的超导 Proximity 效应理论

混合型超导体-半导体系统近年来因其在量子工程领域的潜力（包括新型量子比特和拓扑器件）受到广泛关注。Proximity 效应——即半导体继承超导关联的过程——是此类混合器件的关键物理机制。最近的实验已在基于孔隙的半导体中表现出 Proximity 效应，但与电子不同，孔隙带如何获取超导关联的精确机制仍是未解之谜。此外，孔隙自旋表现出复杂的强自旋轨道相互作用，对于电场和磁场的响应呈显著各向异性，这进一步激发了理解此类效应与 Proximity 效应相互作用的重要性。本文聚焦于氟化钯基二维气体，发展了以完整数值计算为支撑的有效理论，使我们能够提取各种解析表达式，预测包括非标准形式的单像素和三重配对机制（具有非平凡动量依赖性）以及不同的泊克赫和锐华自旋轨道贡献。这些效应以及其对电场和磁场的精确依赖关系，使我们能够作出具体的实验预测，包括 f 型超导性、Bogoliubov Fermi 面以及由大面内磁场引起的无能隙区间的出现。