Ток, протекающий через одномерную цепь Китаева, индуцирует пространственную модуляцию в ее сверхпроводящей паре, характеризуемую волновым вектором Q. Это приводит к двум типам топологических фазовых переходов: переходу зонной топологии между щелевыми фазами и переходу Лифшица, связанному с топологией поверхности Ферми, который переводит систему в бесщелевую сверхпроводящую фазу. Исследуя электронную плотность 𝜌 и сжимаемость 𝜅, авторы статьи, опубликованной в Condensed Matter 28 феврала, обнаружили, что их поведение позволяет выявить фазовую диаграмму системы. Плотность 𝜌 зависит от Q и химического потенциала μ, а сжимаемость 𝜅 демонстрирует симметричную дивергенцию при переходе зонной топологии и асимметричный скачок при переходе Лифшица.
Топологические сверхпроводники (ТС) представляют значительный интерес для квантовых технологий благодаря майорановским нулевым модам (MZM) и нерассеиваемому транспорту. Одномерные ТС реализуются в нанопроволоках, квантовых спиновых ребрах Холла и ферромагнитных цепях атомов. Модель цепи Китаева описывает p-волновую сверхпроводимость, где MZM возникают в топологически нетривиальной фазе. Пространственная модуляция сверхпроводящей пары, вызванная током, индуцирует переходы зонной топологии и Лифшица, связывая одномерную цепь с двумерным полуметаллом Вейля.
В данной работе анализируется электронная плотность и сжимаемость, чтобы различить эти переходы. Результаты показывают, что 𝜌 и 𝜅 служат индикаторами фазовых границ, что открывает новые возможности для экспериментального изучения топологических сверхпроводников.
Фазовая диаграмма цепи Китаева в зависимости от сверхпроводящего фазового волнового вектора Q и химического потенциала μ для двух режимов системы.