多带层状超导体中轨道量子化效应与 Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov 不稳定性的相互作用

我们探讨了在垂直于层面施加磁场时，具有深带与浅带的洁净两带层状超导体的超导不稳定性。在浅带中，准经典近似不适用，必须精确考虑朗道量子化。该带在磁场中的电子能谱由一维朗道能级微带组成。随着磁场增大，当化学势进入和退出微带时，系统经历一系列 Lifshitz 相变。这些相变深刻影响了低温下上限临界场的形状。此外，塞曼自旋分裂可能引起超导序参量具有层间调制的非均匀态（Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov 态）。通常，浅带中的量子化效应强烈促进该态的形成。均匀态仅在自旋分裂能恰好匹配朗道能级间距的例外共振情况下保持有利。进一步，对于电子能谱参数间的特定关系，可能实现交替 FFLO 态，其中序参量在相邻层间变号。对于所有上述情况，若浅带对库珀配对有显著贡献，低温下可能出现回滞的高场超导态。