Pourquoi la proximité d’un supraconducteur ouvre-t-elle une brèche dans les états de surface des isolants topologiques

Udit

Pourquoi la proximité d’un supraconducteur ouvre-t-elle une brèche dans les états de surface des isolants topologiques


J’ai lu à de nombreux endroits que les états de surface sans espace des isolateurs topologiques 3D sont robustes aux perturbations qui ne brisent pas la symétrie d’inversion du temps.

J’ai récemment vu de nombreux articles (comme http://arxiv.org/abs/1002.0842 ) sur les isolateurs topologiques à proximité d’un supraconducteur. Ils prédisent tous que les états de surface seront espacés et que la supraconductivité est induite à la surface.

Mais je ne suis pas en mesure de concilier les deux questions. La supraconductivité ne rompt pas la symétrie d’inversion du temps. Alors pourquoi un espace est-il produit dans les états de surface?

FraSchelle

Eh bien, les supraconducteurs sont connus pour avoir un écart, non? Donc par effet de proximité ils partagent cet écart avec le métal, ou semi-conducteur en contact avec eux, c’est tout.

Réponses


 SM Kravec

Les isolateurs topologiques de type BiSb sont également protégés par une symétrie de conservation du nombre de particules / charge qu’un supraconducteur casserait. http://arxiv.org/pdf/0901.2686v2.pdf


 AP Weber

Si la symétrie d’inversion du temps est rompue à la surface d’un isolant topologique, un espace pourrait s’ouvrir au point Dirac de l’état de surface topologique. Le point de Dirac, où les électrons se déplaçant vers l’avant et vers l’arrière ont la même énergie, est situé à un point de moment invariant d’inversion du temps (également appelé point de Kramer) dans l’espace réciproque (le moment du cristal est zéro ou zéro plus un multiple entier d’un vecteur de réseau réciproque). La paire de branches d’état de surface de Kramer définies pour les électrons se déplaçant vers l’avant et vers l’arrière, qui autrement seraient dégénérés à k = 0, ne sont plus dégénérés en raison d’une interaction de rupture de symétrie à inversion temporelle qui se couple différemment à différents spins.

Pour un supraconducteur, l’espace énergétique se forme à l’énergie de Fermi (énergie de liaison = 0). Le condensat des paires de Cooper a une énergie inférieure à l’énergie de Fermi de l’état métallique normal, tandis que des états d’électrons non appariés existent au-dessus de l’énergie de Fermi. Par conséquent, un écart se forme. L’espoir est que les paires de Cooper passeront d’un supraconducteur sur la surface d’un isolant topologique à proximité de celui-ci, créant un espace similaire dans l’état de surface topologique.

Donc, ce sont deux types distincts de lacunes dans différentes régions de la structure de la bande qui signifient des types d’ordre très différents.

 

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