手性$d$-波超导体中的增强手性边缘电流和轨道磁矩：来自介观有限尺寸效应的影响
摘要：手性超导体会自发地打破时间反演对称性并承载拓扑保护的边模式，从而产生手性边电流，它通常被视为手性超导性的特征指纹。然而，最近的研究表明，除了手性$p$波外，二维（2D）中所有手性超导体的总边电流通常都在低温下为零，从而严重阻碍了对这些超导体进行实验验证和表征的潜力。在这项工作中，我们使用准经典超导理论研究了介观规模的圆盘形手性$d$波超导体。我们发现，介观有限尺寸效应会显著增强总电荷电流和轨道磁矩（OMM），即使在低温下也是如此。我们研究了这些量随温度、自发的迈斯纳筛选和系统半径$\mathcal{R}$（在$[5,200]\xi_0$内，其中$\xi_0$是超导相干长度）的变化。我们发现，对于足够大的系统，总电荷电流和OMM呈现出普遍的$1/\mathcal{R}$比例关系，但在小系统中这种关系失效，而是在$\mathcal{R}\approx 10\text{--}20\xi_0$处产生局部最大值，这是由于介观有限尺寸效应造成的。这些效应还会导致在$\mathcal{R} < 10\xi_0$时的手性相反的自发电荷电流翻转。我们的工作强调了介观系统作为实验验证手性$d$波超导性的一种途径，可以通过磁测量来测量。
作者：Patric Holmvall and Annica M. Black-Schaffer
论文ID：2308.15258
分类：Superconductivity
分类简称：cond-mat.supr-con
提交时间：2023-08-30