沙漏形狄拉克链金属 (Ti, Hf)IrGe 中的拓扑超导性
超导电性
2025-02-19 v1
摘要
在化学计量材料中实现拓扑超导性是凝聚态物理的关键挑战。本文报告了三元锗化物超导体 MIrGe（M = Ti, Hf）的发现，其为拓扑超导性的优质候选材料，预测表现出非对称性保护的沙漏形狄拉克链。通过全面的热力学测量和 μ 子自旋旋转/弛豫（μSR）测量，我们将这些材料确立为常规体 II 型超导体，TiIrGe 的转变温度为 2.24(5) K，HfIrGe 的转变温度为 5.64(4) K，具有全隙和保持的时间反演对称性。第一性原理计算揭示了 MIrGe 中显著的拓扑特征，包括沙漏形体色散和狄拉克链——由非对称性保护的四重简并狄拉克点环。每个狄拉克点对应沙漏形色散的颈部，而狄拉克链在费米能级附近产生鼓膜状表面态。此外，非平凡的 Z₂ 拓扑导致具有螺旋自旋织构的孤立狄拉克表面态，这些表面态跨越费米能级色散，为邻近诱导的拓扑超导性提供了理想平台。常规体超导性、对称性保护的沙漏形拓扑和螺旋自旋织构表面态的共存，使 MIrGe 成为实现拓扑超导性的稀有且稳健的平台，为下一代量子技术开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2502.07475,
title = {Topological superconductivity in hourglass Dirac chain metals (Ti, Hf)IrGe},
author = {Pavan Kumar Meena and Dibyendu Samanta and Sonika Jangid and Roshan Kumar Kushwaha and Rhea Stewart and Adrian D. Hillier and Sudeep Kumar Ghosh and Ravi Prakash Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.07475},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 3 figures