論文の概要: Intrinsic Second-Order Topological Superconductors with Tunable Majorana Zero Modes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.02775v1
• Date: Tue, 02 Dec 2025 13:52:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-03 21:04:45.899793
• Title: Intrinsic Second-Order Topological Superconductors with Tunable Majorana Zero Modes
• Title（参考訳）: 可変マヨナゼロモードを持つ固有2次トポロジカル超伝導体
• Authors: Xiao-Jiao Wang, Yijie Mo, Zhi Wang, Zhigang Wu, Zhongbo Yan,
• Abstract要約: 2次元2乗格子非同相ディラック半金属の超伝導について検討する。 均一なスピンシンクレット$d_x2-y2$-waveペアリングは、完全にギャップのある超伝導状態になるので好ましい。 この位相位相の目印は系の境界におけるマヨラナ零モードの出現である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.1513684537161195
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Dirac semimetals, with their protected Dirac points, present an ideal platform for realizing intrinsic topological superconductivity. In this work, we investigate superconductivity in a two-dimensional, square-lattice nonsymmorphic Dirac semimetal. In the normal state near half-filling, the Fermi surface consists of two distinct pockets, each enclosing a Dirac point at a time-reversal invariant momentum ($\textbf{X}=(π,0)$ and $\textbf{Y}=(0,π)$). Considering an on-site repulsive and nearest-neighbor attractive interaction, we use self-consistent mean-field theory to determine the ground-state pairing symmetry. We find that an even-parity, spin-singlet $d_{x^{2}-y^{2}}$-wave pairing is favored as it gives rise to a fully gapped superconducting state. Since the pairing amplitude has opposite signs on the two Dirac Fermi pockets, the superconducting state is identified as a second-order topological superconductor. The hallmark of this topological phase is the emergence of Majorana zero modes at the system's boundaries. Notably, the positions of these Majorana modes are highly controllable and can be manipulated simply by tailoring the boundary sublattice terminations. Our results highlight the promise of nonsymmorphic Dirac semimetals for realizing and manipulating Majorana modes.
• Abstract（参考訳）: ディラック半金属とその保護されたディラック点は、固有のトポロジカル超伝導を実現するための理想的なプラットフォームである。 本研究では,2次元2乗格子非同相ディラック半金属の超伝導について検討する。 半充填に近い通常の状態において、フェルミ曲面は2つの異なるポケットで構成され、それぞれが時間反転不変運動量$(π,0)$と$\textbf{Y}=(0,π)$でディラック点を囲む。 現場での反発的かつ近傍の魅力的な相互作用を考えると、基底状態のペアリング対称性を決定するために自己整合平均場理論を用いる。 均等なスピンシンクレット$d_{x^{2}-y^{2}}$-waveペアリングは、完全にギャップのある超伝導状態をもたらすため好まれる。 対の振幅は2つのディラック・フェルミのポケットに反対の符号を持つため、超伝導状態は2階のトポロジカル超伝導体として同定される。 この位相位相の目印は系の境界におけるマヨラナ零モードの出現である。 特に、これらのマヨラナモードの位置は高度に制御可能であり、境界部分格子の項を調整するだけで操作できる。 この結果は、マヨラナモードの実現と操作のための非共形ディラック半金属の約束を強調した。

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