拓撲材料中的超導

摘要：近來,人們在凝聚態體系中發現了由拓撲不變量定義的物相,其中最重要的有拓撲絕緣體、拓撲半金屬和拓撲超導體等.這些物相的拓撲性質由非平凡的拓撲數描述,相應的材料被稱為拓撲材料,具有諸多新奇的物理特性.其中拓撲超導體由于邊界上有滿足非阿貝爾統計的Majorana零能模,成為實現拓撲量子計算的主要候選材料.除了探索本征的拓撲超導體外,由于拓撲性質上的相似性,在不超導的拓撲材料中調制出超導自然成為了實現拓撲超導的重要手段.目前,人們發展了柵極調制、摻雜、高壓、近鄰效應調制和硬針尖點接觸等多種技術,已經成功地在許多拓撲絕緣體和半金屬中誘導出了超導,并對超導的拓撲性和Majorana零能模進行了研究.本文回顧了本征拓撲超導候選材料,以及拓撲絕緣體和半金屬中誘導出超導的代表性工作,評述了不同實驗手段的優勢和缺陷、分析了其超導拓撲性的證據,并提出展望.