含与不含二阶拓扑的铁基超导体中的涡旋线拓扑

已知超导体的能带拓扑对涡旋中马约拉纳零模的存在有深远影响。由于具有能带反转和 $s_{\pm}$ 波配对铁基超导体可产生时间反演不变的二阶拓扑超导,体现为三维螺旋马约拉纳棱态的存在,我们受此激励去研究弱和强塞曼场 regime 下二阶拓扑与涡旋线之间的相互作用。在弱塞曼场 regime 中,我们发现无论是否存在二阶拓扑,在弱掺杂 regime 中远离棱的涡旋线都是拓扑非平凡的。然而,当超导体进入二阶拓扑相且一个拓扑涡旋线被移近螺旋马约拉纳棱态时,我们发现它们的杂化会使涡旋线平庸化并将鲁棒的马约拉纳零模转移到棱上。此外,当塞曼场足够大时,我们发现螺旋马约拉纳棱态变为手性马约拉纳棱模,从而实现手性二阶拓扑超导相。在此 regime 中,无论涡旋线离手性马约拉纳棱模多远,它们总是拓扑平凡的。通过引入非均匀超导性的现实假设,我们的发现可以解释最近实验中观察到的铁基超导体中拓扑非平凡与平凡涡旋线奇特共存与演化。