在轨道选择性超晶格中设计外尔半金属与超导体

我们提出了两个互补的设计原则，用于在逐层结构中构建三维 (3D) 外尔半金属和超导体，该结构包含交替层中的偶宇称和奇宇称轨道——称为轨道选择性超晶格。这种结构破坏了沿超晶格生长轴的镜面对称性，借助基面自旋轨道耦合或无自旋 p+ip 超导电性，稳定了一个 3D 狄拉克节点。为了探索这一想法，我们分别开发了 Haldane 模型的 3D 推广形式和针对这两种情况的 Bogoliubov-de-Gennes (BdG) 哈密顿量，并表明可以在广泛的参数空间中理想地构建具有全空间方向线性色散的可调单个或多个外尔节点。我们还证明，在超导情况下，通过破坏任一轨道态的粒子 - 空穴对称性而不破坏其他任何对称性从而使其能隙打开，可以在费米能级的 $\Gamma$ 点产生单个螺旋外尔能带。最后，讨论了我们的结果对于实现反常霍尔效应和马约拉纳束缚态的意义。