拓扑超导候选体 AuSn$_{4}$ 中非常规 Rashba 能带与涡旋零能模的观测

拓扑超导（TSC）是承载用于拓扑量子计算的 Majorana 零能模（MZM）的理想平台。最近，贵金属合金 AuSn$_{4}$ 被认定为一种本征表面 TSC。然而，对其非平庸表面态和 MZM 的原子尺度观测仍然难以实现。在此，我们利用极低温扫描隧道显微镜/谱学，报告了在 AuSn$_{4}$ 的金（Au）端面表面上对非常规表面态和涡旋零能模的直接观测。与锡端面表面上平庸的金属体态不同，Au 端面在费米能级附近表现出显著的表面态。我们的密度泛函理论计算表明，这些态源于非常规 Rashba 能带，其中来自不同能带的两个费米圆具有相同的螺旋自旋纹理、手性和同向的群速度。此外，我们发现，尽管 Au 和 Sn 端面上的超导能隙、临界温度和各向异性面内临界场几乎相同，但 Abrikosov 涡旋核内的能隙内束缚态表现出显著差异。Sn 端面上的涡旋表现出常规的 Caroli-de Gennes-Matricon 束缚态，而 Au 表面则表现出具有长非分裂距离的尖锐零能核态，类似于非量子极限条件下的 MZM。这种差异可能源于 Au 端面费米能级附近非常规 Rashba 能带的主导贡献。我们的结果为研究超导体中的非常规 Rashba 能带和 MZM 提供了一个新平台。