自從超導現象被發現以來，它作為一種電阻降為零的量子態，一直吸引著科學家的關注。在各種類型的超導體中，Weyl超導體因其獨特的拓撲性質而脫穎而出。最近發表在《自然物理》的研究揭示了這些材料中的一些有趣現象，特別是通過邊緣超電流揭示的不同凝聚態之間的競爭。

Weyl超導體及邊緣超電流

Weyl超導體是一類表現出Weyl費米子作為準粒子的材料。這些材料具有獨特的電子結構，其特點是Weyl節點，即動量空間中導帶和價帶接觸的點。這些點是拓撲缺陷，電子能帶在此處交匯，從而產生手性邊緣態。這些邊緣態受到拓撲保護，沿材料邊緣傳播且不會發生背散射。當Weyl超導體冷卻到其臨界溫度以下時，就會形成庫珀對，進入超導態。

Weyl超導體的一個關鍵現象是存在邊緣超電流，邊緣超電流是沿著超導體邊界流動的電流。在Weyl超導體中，這些邊緣電流特別有趣，因為它們可以提供關于不同超導凝聚態之間相互作用的見解。這些材料中的邊緣態受拓撲保護，使其對某些類型的擾動具有魯棒性。

實驗觀察

最近在Weyl半金屬MoTe?上進行的實驗提供了邊緣超電流存在的有力證據。普林斯頓大學的研究人員觀察到，當從鈮（Nb）接觸注入超電流到MoTe?時，Nb的s波配對勢與MoTe?中的固有庫珀對凝聚態不兼容。這種不兼容導致了注入和固有凝聚態之間的競爭，表現為臨界電流的振蕩和其他異常行為。

其中一個關鍵觀察是，當改變施加的磁場時，臨界電流中出現了快速振蕩。這些振蕩表明了邊緣超電流的存在及其對競爭凝聚態的敏感性。研究人員還注意到，這些振蕩的相位噪聲顯著變化，具體取決于注入或固有凝聚態的主導地位。

發現的意義

在Weyl超導體中發現的競爭凝聚態具有幾個重要意義：

基礎理解：這些發現增強了我們對拓撲材料中超導性的理解。不同凝聚態之間的競爭為這些系統中的配對機制提供了新的視角。

技術應用：Weyl超導體中的邊緣超電流可以用于先進的技術應用，包括量子計算和低功耗電子設備。這些邊緣態對某些擾動的魯棒性使其成為量子計算機中穩定量子比特的有希望候選者。

未來研究方向：觀察到的現象為研究開辟了新的途徑。科學家可以探索其他Weyl超導體和拓撲材料，以研究類似行為。此外，不同類型超導凝聚態之間的相互作用可能導致新量子態和物質相的發現。

結論

對Weyl超導體中邊緣超電流的研究揭示了不同超導凝聚態之間的有趣競爭。這些發現不僅加深了我們對拓撲材料中超導性的理解，還為潛在的技術進步鋪平了道路。隨著這一領域研究的進展，我們可以期待發現更多有趣的現象，這些現象可能會徹底改變我們對量子材料及其應用的看法。