ABCA 堆叠四层石墨烯自旋超导态数据集

理论推导了存在电子库伦相互作用时，ABCA 堆叠四层石墨烯电子气的交换相互作用能量的表达式。利用变分波函数方法，计算了半填充和有限掺杂ABCA 堆叠四层石墨烯的动能以及相互作用能量，确定了它由相互作用引发的自旋极化，且包含电子和空穴准粒子态的铁磁相，并进一步获得了电子数掺杂和可调相互作用强度下该系统的铁磁相图。我们理论证明了铁磁相中的电子与空穴准粒子在吸引库伦作用和在足够低温度下，可以形成稳定的自旋极化的激子对，进一步诱发激子对的凝聚，从而该系统由铁磁相转变为自旋极化的激子超导体，即自旋超导体。类似于一般电荷超导体的BCS理论，我们建立了ABCA石墨烯自旋超导体的类BCS理论。通过求解自洽方程，我们得到了自旋超导体能隙与温度的关系以及超导转变温度和电子掺杂数的关系。在掺杂数增大时，由于铁磁相的电子和空穴pockets之间的不平衡加剧，将导致超导转变温度的降低，这类似于在一定磁场下电子有限动量配对形成的FFLO态。同时，我们预测了半填充ABCA石墨烯自旋超导体的超导能隙和转变温度约为7meV和45K。我们运用非平衡格林函数方法推导了ABCA石墨烯自旋超导体约瑟夫森节的直流约瑟夫森流表达式，并数值计算了在不同掺杂和相互作用下的自旋超流。数值结果表明，在约瑟夫森节内有平衡的自旋极化流形成，但不存在电荷流，这可作为在实验中检验ABCA石墨烯自旋超导相的依据。