збірник наукових праць наносистеми, наноматеріали, нанотехнології 2023, том 21, випуск 1
English Українська
Отримати статтю →
Том рік сторінка
Випуски PACS Передплатникам Для авторів
Пошук →
Розширений пошук

Випуски

 / 

2023

 / 

том 21 / 

випуск 1

 


Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

F. M. Bukhanko
2D Majorana Flat Bands as Reason of Topological Superconductivity in Two-Dimensional Z2-Quantum Spin Liquid in La0.15Sm0.85MnO3+δ Manganites
0033–0047 (2023)

PACS numbers: 14.80.Va, 74.10.+v, 74.20.Mn, 74.81.Bd, 75.30.Et, 75.30.Kz, 75.47.Lx

В даній роботі показано, що формування та руйнування 2D-надвузьких Майоранових пласких зон у фрустрованих манганітах La0,15Sm0,85MnO3+δ відбуваються в результаті квантування Ландау спектру магнетних збуджень кіральної Z2-квантової спінової рідини з магнетним потоком у вигляді композитних квазичастинок «спінон–калібрувальне поле». Цей результат добре узгоджується з результатами подібних досліджень топологічних надпровідників із 2D-пласкими зонами Майоранових ферміонів. Це дає змогу припустити, що можливою причиною локальної надпровідности у двовимірній Z2-квантовій спіновій рідині в манганітах La0,15Sm0,85MnO3+δ є утворення надвузьких зон Ландау в результаті квантування низькоенергетичного спектру Майоранових ферміонів калібрувальним полем.

Keywords: двовимірні Майоранові пласкі зони, квантування Ландау, Z2-хіральна квантова спінова рідина, калібрувальне поле спектру спінонних пар, топологічні надпровідники.


References
  1. H. Tian, S. Che, T. Xu, P. Cheung, K. Watanabe, T. Taniguchi, M. Randeria, F. Zhang, C. N. Lau, and M. W. Bockrath, arXiv:2112.13401 [cond-mat.supr-con]: 13401 (2001); https://doi.org/10.48550/arXiv.2112.13401
  2. S. Peotta and P. Torma, Nat. Commun., 6: 8944 (2015); https://doi.org/10.1038/ncomms9944
  3. X. Hu, T. Hyart, D. I. Pikulin, and E. Rossi, Phys. Rev. Lett., 123: 237002 (2019); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.237002
  4. F. Xie, Z. Song, B. Lian, and B. A. Bernevig, Phys. Rev. Lett., 124: 167002 (2020); doi:10.1103/PhysRevLett.124.167002
  5. A. Julku, T. J. Peltonen, L. Liang, T. T. Heikkila, and P. Torma, Phys. Rev. B, 101: 060505 (2020); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.101.060505
  6. N. Verma, T. Hazra, and M. Randeria, Proc. Nat. Acad. Sci., 118: e2106744118 (2021); https://doi.org/10.1073/pnas.2106744118
  7. Q. Chen, J. Stajic, S. Tan, and K. Levin, Physics Reports, 412: 1 (2005); doi:10.1016/j.physrep.2005.02.005
  8. M. Randeria and E. Taylor, Annual Reviews of Condensed Matter Physics, 5: 209 (2014); https://doi.org/10.1146/annurev-conmatphys-031113-1338299
  9. Y. Nakagawa, Y. Kasahara, T. Nomoto, R. Arita, T. Nojima, and Y. Iwasa, Science, 372: 190 (2021); doi:10.1126/science.abb9860
  10. T. T. Heikkila and G. E. Volovik, Basic Physics of Functionalized Graphite, 123 (2016); https://doi.org/10.1007/978-3-319-39355-1_6
  11. V. J. Kauppila, F. Aikebaier, and T. T. Heikkila, Phys. Rev. B, 93: 214505 (2016); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.93.214505
  12. M. Sato and Y. Ando, Rep. Prog. Phys., 80: 076501 (2017); https://doi.org/10.1088/1361-6633/aa6ac7
  13. K. T. Law, P. A. Lee, and T. K. Ng, Phys. Rev. Lett., 103: 237001 (2009); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.103.23700
  14. K. Flensberg, Phys. Rev. B, 82: 180516 (2010); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.180516
  15. P. A. Ioselevich and M. V. Feigel’man, New J. Phys., 15: 055011 (2013); https://doi.org/10.1088/1367-2630/15/5/055011
  16. L. Balents, C. R. Dean , D. K. Efetov, and A. F. Young , Nature Physics, 16: 725 (2020); https://doi.org/10.1038/s41567-020-0906-9
  17. 17. Kitaev, Annals of Physics, 321: 2 (2006); https://doi.org/10.1016/j.aop.2005.10.005
  18. H. Yao and S. A. Kivelson, Phys. Rev. Lett., 99: 247203 (2007); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.99.247203
  19. H. C. Jiang, Z. C. Gu, X. L. Qi, and S. Trebst, Phys. Rev. B, 83: 245104 (2011); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.83.245104
  20. S. Trebst, P. Werner, M. Troyer, K. Shtengel, and C. Nayak, Phys. Rev. Lett., 98: 070602 (2007); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.070602
  21. J. Vidal, S. Dusuel, and K. P. Schmidt, Phys. Rev. B, 79: 033109 (2009); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.79.033109
  22. I. S. Tupitsyn, A. Kitaev, N. V. Prokof’ev, and P. C. E. Stamp, Phys. Rev. B, 82: 085114 (2010); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.085114
  23. S. Dusuel, M. Kamfor, R. Orus, K. P. Schmidt, and J. Vidal, Phys. Rev. Lett., 106: 107203 (2011); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.106.107203
  24. E. Fradkin and S. H. Shenker, Phys. Rev. D, 19: 3682 (1979); https://doi.org/10.1103/PhysRevD.19.3682
  25. J. Knolle, D. L. Kovrizhin, J. T. Chalker, and R. Moessner, Phys. Rev. Lett., 112: 207203 (2014); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.207203
  26. K. S. Tikhonov and M. V. Feigelman, Phys. Rev. Lett., 105: 067207 (2010); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.105.067207
  27. J. Knolle, D. L. Kovrizhin, J. T. Chalker, and R. Moessner, Phys. Rev. B, 92: 115127 (2015); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.92.115127
  28. V. Lahtinen, New J. Phys., 13: 075009 (2011); https://doi.org/10.1088/1367-2630/13/7/075009
  29. G. Baskaran, S. Mandal, and R. Shankar, Phys. Rev. Lett., 98: 247201 (2007); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.247201
  30. J. Knolle and R. Moessner, Annu. Rev. Condens. Matter Phys., 10: 451 (2019); https://doi.org/10.1146/annurev-conmatphys-031218-013401
  31. T. Senthil, A. Vishwanath, L. Balents, S. Sachdev, and Matthew P.A. Fisher, Science, 303: 1490 (2004); https://doi.org/10.1126/science.1091806
  32. Anders W. Sandvik, Phys. Rev. Lett., 98: 227202 (2007); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.227202
  33. F. N. Bukhanko and A. F. Bukhanko, Physics of the Solid State, 63: 687 (2021); https://doi.org/10.1134/S106378342105005X
  34. N. Read and D. Green, Phys. Rev. B, 61: 10267 (2000); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.61.10267
  35. P.-Y. Chang, S. Matsuura, A. P. Schnyder, and S. Ryu, Phys. Rev. B, 90: 174504 (2014); doi:10.1103/PhysRevB.90.174504
  36. D. Lee and A. P. Schnyder, Phys. Rev. B, 93: 064522 (2016); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.93.064522
  37. A. Y. Kitaev, Physics-Uspekhi, 44: 131 (2001); https://doi.org/10.1070/1063-7869/44/10S/S29
  38. D. A. Ivanov, Phys. Rev. Lett., 86: 268 (2001); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.86.268
  39. J. Alicea, Y. Oreg, G. Refael, F. von Oppen, and M. P. Fisher, Nature Physics, 7: 412 (2011); https://doi.org/10.1038/nphys1915
  40. J. D. Sau, D. J. Clarke, and S. Tewari, Phys. Rev. B, 84: 094505 (2011); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.84.094505
  41. P. Kotetes, G. Schon, and A. Shnirman, Journal of the Korean Physical Society, 62: 1558 (2013); https://doi.org/10.3938/jkps.62.1558
  42. J. D. Sau, S. Tewari, and S. Das Sarma, Phys. Rev. A, 82: 052322 (2010); https://doi.org/10.1103/PhysRevA.82.052322
  43. B. I. Halperin, Y. Oreg, A. Stern, G. Refael, J. Alicea, and F. von Oppen, Phys. Rev. B, 85: 144501 (2012); http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.85.144501
  44. T. Hyart, B. van Heck, I. C. Fulga, M. Burrello, A. R. Akhmerov, and C. W. J. Beenakker, Phys. Rev. B, 88: 035121 (2013); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.88.035121
  45. C. V. Kraus, P. Zoller, and M. A. Baranov, Phys. Rev. Lett., 111: 203001 (2013); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.111.203001
  46. X.-J. Liu and A. M. Lobos, Phys. Rev. B, 87: 060504 (2013); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.87.060504
  47. C. K. Chiu, M. M. Vazifeh, and M. Franz, EPL (Europhysics Letters), 110: 10001 (2015); https://doi.org/10.1209/0295-5075/110/10001
  48. C. S. Amorim, K. Ebihara, A. Yamakage, Y. Tanaka, and M. Sato, Phys. Rev. B, 91: 174305 (2015); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.174305
  49. A. Kitaev, Annals of Physics, 303: 2 (2003); https://doi.org/10.1016/S0003-4916(02)00018-0
  50. C. Nayak, S. H. Simon, A. Stern, M. Freedman, and S. Das Sarma, Rev. Mod. Phys., 80: 1083 (2008); https://doi.org/10.1103/RevModPhys.80.1083
Creative Commons License
Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
©2003—2023 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины.
Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача