金属/量子自旋冰异质结构中的拓扑超导
强关联电子
2017-11-21 v1 材料科学
超导电性
摘要
1987年Anderson提出的从量子自旋液体(QSL)出发并通过载流子掺杂实现超导的原始方案尚未实现。本文我们提出一种替代策略：利用QSL作为金属薄膜异质结构生长的底物来设计奇异超导体。通过将超导的两个关键要素——即载流子(金属)与配对相互作用(QSL)——在空间上分离，所提出的构型自然落入有利于受控理论预测的参量区间。此外，该构型允许我们“定制”印刻在金属层上的电子-电子相互作用。我们选择的QSL材料是量子自旋冰，其以描述自旋阻挫的演生规范场而闻名。假设金属层形成各向同性的单一费米袋，我们预言演生规范场与金属层电子之间的耦合将驱动拓扑奇宇称配对。我们进一步利用第一性原理计算给出了实现合适异质结构的指导原则，并描述了在PrZrO的(111)表面生长YSnSbO情形下的预言能带结构。利用该微观信息，我们预言该异质结构在几开尔文下出现拓扑奇宇称超导，这与另一种已确认奇宇称超导体SrRuO的相当。
引用
@article{arxiv.1603.02692,
title = {Topological Superconductivity in Metal/Quantum-Spin-Ice Heterostructures},
author = {Jian-Huang She and Choong H. Kim and Craig J. Fennie and Michael J. Lawler and Eun-Ah Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.02692},
year = {2017}
}
备注
13 papers, 3 figures + 30 pages of supplemental material