Реализация топологически нетривиальных фаз, каскад квантовых переходов и идентификация майорановских мод в киральных сверхпроводниках и нанопроволоках
В. В. Вальков, В. А. Мицкан, А. О. Злотников, М. С. Шустин, С. В. Аксенов
Институт физики им. Л. В. Киренского, Федеральный исследовательский центр
"Красноярский научный центр Сибирского отделения РАН", 660036 Красноярск, Россия
Abstract
В обзоре рассмотрены вопросы реализации и
экспериментальной идентификации топологически нетривиальных фаз в
конденсированных средах. Приведены результаты исследования влияния
сильного внутриатомного и межатомного кулоновского взаимодействия
на квантовый фазовый переход с изменением топологического индекса
в ансамбле фермионов Хаббарда на треугольной решетке. Обсуждена
нетривиальная топология фазы сосуществования киральной
d+id-сверхпроводимости и 120° спинового упорядочения в
системе с треугольной решеткой и продемонстрировано формирование
майорановских мод в такой фазе. Для открытой нанопроволоки со
спин-орбитальным взаимодействием Рашбы и наведенным потенциалом
сверхпроводящего спаривания проанализирован каскад квантовых
переходов, реализуемый при изменении магнитного поля или
электрохимического потенциала. Показано, что в окрестности таких
квантовых переходов проявляются аномалии магнето- и
электрокалорических эффектов, которые могут использоваться для
экспериментального тестирования материалов на существование в них
топологически нетривиальных фаз. Для структуры
полуметалл/сверхпроводящая проволока/полуметалл, находящейся в
режиме слабой неравновесности, предсказан эффект переключения
спин-поляризованного тока в фазе топологической
сверхпроводимости.