高次カイラル超伝導における表面散乱効果

高阶手性超导中的表面散射效应

• 批准号: 22K03530
• 负责人: 東谷 誠二
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03530/
• 关键词: カイラル超伝導; カイラルエッジ状態; アンドレーエフ束縛状態; 表面散乱効果; 表面束縛状態; 奇周波数クーパー対; 物性理論; カイラル超伝導; カイラルエッジ状態; アンドレーエフ束縛状態; 表面散乱効果; 表面束縛状態; 奇周波数クーパー対; 物性理論

カイラル超伝導体の表面には，カイラルエッジ状態（CE状態）と呼ばれる表面アンドレーエフ束縛状態が存在する．また，カイラル超伝導は自発的に時間反転対称性を破る非従来型超伝導であり，その表面（エッジ）には自発電流が誘起されることが知られている．CE状態はこの自発エッジ電流の担い手として注目されてきた．しかしながら，カイラル超伝導の表面状態に関する従来の研究の多くは鏡面的な表面を仮定する理想化された理論モデルに基づいており，現実の物質では不可避な表面の乱れ(ラフネス)による散漫散乱の効果の理解は進んでいない.長い歴史をもつ超流動ヘリウム３の研究によって明らかにされてきたように，超伝導・超流動状態は一般に散漫散乱の影響を強く受ける．超流動ヘリウム３では，ｐ波対称性を有するカイラル超流動が実現する．同様な対称性をもつカイラルｐ波超伝導の候補物質も対象とした従来の研究によって，カイラルｐ波超伝導・超流動の表面状態密度には散漫散乱を反映した特徴的なサブギャップ構造が現れることが指摘されている．本研究では，高次（非ｐ波）カイラル超伝導のCE状態に対する散漫散乱の効果を明らかにすることを目的に，カイラル超伝導の表面状態密度を準古典グリーン関数理論に基づいて解析した．その結果，高次カイラル超伝導にはカイラルｐ波に見られるサブギャップ構造が現れないことが明らかになった．このようなｐ波と非ｐ波カイラル超伝導における散漫散乱効果の差異は，後者のCE状態には，前者とは異なり，複数のモードが存在し，それらのCEモード間の散漫散乱が表面状態密度の顕著なブロードニングを引き起こすことに起因する．

在手性超导体的表面上，有一个称为手性边缘状态（CE状态）的表面Andreev结合状态。手性超导性也被称为非惯性超导性，会自发打破时间内的对称性，并且在表面（边缘）上诱导自发电流。作为这种自发边缘电流的驱动力，CE州一直在引起人们的注意。然而，先前关于手性超导表面状态的许多研究基于理想化的理论模型，这些模型假设镜面表面，并且对实际物质不可避免的表面干扰（粗糙度）引起的散射散射效应的理解尚未进展。正如超流体氦3的悠久历史所阐明的那样，超导和超流体状态通常受到散射的强烈影响。在超流体氦3中，实现了带有P波对称性的手性超流体。先前的研究还针对类似对称性的手性P波超导性的候选物质指出，手性p波超导性和超流体的状态的表面密度和超氟体表现出独特的亚间隙结构，反映了散射的散射。在这项研究中，我们基于准经典绿色的功能理论分析了手性超导的表面状态，目的是阐明散射散射对高阶（非波浪）手性超导的CE状态的影响。结果，据揭示了手性p波中看到的亚间隙结构不会以高阶手性超导性出现。 P波和非P波性手性超导之间的散射效应的这种差异是由于以下事实引起的：与前者不同，后者的CE状态有多种模式，并且这些CE模式之间的散射导致状态表面密度的明显宽度。