拓扑超导体中由涡旋驱动的独特量子杂质态
超导电性
2022-06-13 v1 强关联电子
摘要
拓扑超导体中磁性杂质与涡旋的相互作用具有基础意义，并对实现量子计算有重要影响。系统中存在多个与杂质相互作用的自由度，包括 Majorana 零模（MZM）、Caroli de Gennes Matricon（CdGM）态以及形成库珀对的电子体态，这使得杂质钉扎涡旋态在拓扑超导体中迄今难以捉摸。在此，我们基于一种广义映射方案和密度矩阵重整化群（DMRG）方法，给出了该问题的精确解。我们辨识出不同于已知 Yu-Shiba-Rusinov（YSR）态的隙内态。新发现的隙内物理由三种显著机制驱动：（i）杂质与体态的耦合导致 Kondo 屏蔽与库珀配对之间的竞争，从而产生单重态-双重态量子相变；（ii）杂质与 CdGM 态的耦合为双重态引入有效 Zeeman 分裂；以及（iii）杂质与 MZM 的耦合将单重态-双重态相变转变为交叉。这些机制协同产生独特的自旋分辨局域态密度。尽管存在 MZM，仍产生一个稳健的近零能峰，其高度与 MZM 相当但自旋极化方向相反。这些结果标志着新颖的涌现物理，并为阐明有趣的实验现象提供了见解。
引用
@article{arxiv.2206.04862,
title = {Unique quantum impurity states driven by a vortex in topological superconductors},
author = {Wei Su and Rui Wang and Changfeng Chen and Xiaoqun Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.04862},
year = {2022}
}