論文の概要: Proximity-induced gapless superconductivity in two-dimensional Rashba
semiconductor in magnetic field
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.09347v2
- Date: Mon, 11 Mar 2024 14:49:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-13 15:18:08.036646
- Title: Proximity-induced gapless superconductivity in two-dimensional Rashba
semiconductor in magnetic field
- Title（参考訳）: 磁場中における2次元ラシュバ半導体の近接誘起ギャップレス超伝導
- Authors: Serafim S. Babkin, Andrew P. Higginbotham, and Maksym Serbyn
- Abstract要約: スピン軌道結合が強い不規則半導体を記述した理論モデルを導入する。
我々のモデルは状態密度と超流動密度の予測を提供する。
我々のモデルは、他の超伝導体-半導体ヘテロ構造のその場パラメーターを探索するために使用できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Two-dimensional semiconductor-superconductor heterostructures form the
foundation of numerous nanoscale physical systems. However, measuring the
properties of such heterostructures, and characterizing the semiconductor
in-situ is challenging. A recent experimental study [arXiv:2107.03695] was able
to probe the semiconductor within the heterostructure using microwave
measurements of the superfluid density. This work revealed a rapid depletion of
superfluid density in semiconductor, caused by the in-plane magnetic field
which in presence of spin-orbit coupling creates so-called Bogoliubov Fermi
surfaces. The experimental work used a simplified theoretical model that
neglected the presence of non-magnetic disorder in the semiconductor, hence
describing the data only qualitatively. Motivated by experiments, we introduce
a theoretical model describing a disordered semiconductor with strong
spin-orbit coupling that is proximitized by a superconductor. Our model
provides specific predictions for the density of states and superfluid density.
Presence of disorder leads to the emergence of a gapless superconducting phase,
that may be viewed as a manifestation of Bogoliubov Fermi surface. When applied
to real experimental data, our model showcases excellent quantitative
agreement, enabling the extraction of material parameters such as mean free
path and mobility, and estimating $g$-tensor after taking into account the
orbital contribution of magnetic field. Our model can be used to probe in-situ
parameters of other superconductor-semiconductor heterostructures and can be
further extended to give access to transport properties.
- Abstract（参考訳）: 2次元半導体超導体ヘテロ構造は、多数のナノスケール物理系の基礎を形成する。
しかし、そのようなヘテロ構造の性質を測定し、半導体をその場で特徴づけることは困難である。
最近の実験では(arXiv:2107.03695)、超流動密度のマイクロ波測定を用いてヘテロ構造内の半導体をプローブすることができた。
この研究は、スピン軌道結合の存在下でボゴリューボフフェルミ表面が形成される面内磁場による半導体中の超流動密度の急速な減少を明らかにした。
実験では、半導体中の非磁性障害の存在を無視する単純な理論モデルを用いて、データを定性的に記述した。
実験により,超伝導体によって酸化される強いスピン軌道結合を持つ不規則半導体を記述する理論モデルを導入する。
本モデルでは, 状態密度と超流動密度の予測を行う。
障害の存在は、ボゴリューボフフェルミ表面の表象と見なされる、ギャップのない超伝導相の出現に繋がる。
実実験データに適用すると, 定量的な一致が得られ, 平均自由経路や移動度などの材料パラメータの抽出が可能となり, 磁場の軌道寄与を考慮した場合のg$-tensorの推定が可能となる。
このモデルは、他の超伝導半導体ヘテロ構造のその場パラメータを調べるために使用され、輸送特性にアクセスするためにさらに拡張することができる。
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