【摘 要】
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Weyl半金属作为一种新型拓扑量子态,一直是大家探索的热点。凝聚态物质中出现的Weyl费米子可能具有倾斜色散关系,打破了洛伦兹不变性。倾斜和过度倾斜的色散关系分别称为第一类Weyl费米子和第二类Weyl费米子。对于第一类,在Weyl点处的费米面是点状的,而对于第二类,Weyl点也可以存在于电子和空穴口袋的边界上。在本文中,首先采用了第二类Weyl半金属超导体-第二类Weyl半金属-第二类Weyl半
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Weyl半金属作为一种新型拓扑量子态,一直是大家探索的热点。凝聚态物质中出现的Weyl费米子可能具有倾斜色散关系,打破了洛伦兹不变性。倾斜和过度倾斜的色散关系分别称为第一类Weyl费米子和第二类Weyl费米子。对于第一类,在Weyl点处的费米面是点状的,而对于第二类,Weyl点也可以存在于电子和空穴口袋的边界上。在本文中,首先采用了第二类Weyl半金属超导体-第二类Weyl半金属-第二类Weyl半金属超导体(S-N-S)异质结理论模型,然后研究该S-N-S超导异质结的约瑟夫森效应。根据研究发现,掺杂的Weyl半金属促进了两种类型的超导配对:节点间配对和节点内配对。节点间配对形成零动量BCS超导态,而节点内配对表现出有限动量FFLO超导态。由于约瑟夫森效应是作为检验超导配对的重要工具,于是对于这两种配对类型,本文分别进行了约瑟夫森电流的理论计算。在计算过程中,假设短结极限,并且温度为零温。对于BCS态,发现S-N-S结总电流依赖于结长和倾斜参数。改变倾斜参数,发现当倾斜参数增大,电流幅度降低。文章还研究了总电流对结长的依赖性,发现随着结长的增大,总电流减小,同时改变倾斜参数时,发现倾斜参数越小,总电流振荡的越快,而且震荡幅度也跟着减小。最后还发现约瑟夫森电流对Weyl点的角度具有依赖性。相比之下,FFLO态表现出来的约瑟夫森效应有很大不同。计算结果表明约瑟夫森电流只与相位有关。当相位为(?)t= nπ-(?)/2时,电流遵从J((?))~sin(?)/2,而当(?)t=(n+1)π-(?)/2时,电流遵从J((?))~-sin(?)/2的关系,则可以通过改变相位来实现超电流方向的切换。此外,文章还对比了BCS态与FFLO态的约瑟夫森电流表现,发现对于FFLO态,BCS态电流幅度更大,并且相位变化周期更短。相信本文的研究成果将有助于实验中分辨Weyl半金属超导体中的不同配对机制。
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