近二维金属中的量子正常态至非均匀超导相变

在多带系统中，来自不同轨道的电子共存于费米面。这些准粒子之间的吸引相互作用产生了带间或杂化库珀对，并最终凝聚成超导态。这些准粒子具有固有的费米波矢失配 $\delta k_F$，其大小取决于轨道间的杂化强度。这一自然尺度的存在表明，即使在没有外加磁场的情况下，这些系统中也可能存在非均匀超导基态。此外，由于杂化强度 $V$ 依赖于压力，这提供了一个外部参数来控制费米面上的波矢失配。在本工作中，我们研究了具有带间配对的二维双带金属的相图。我们表明，随着两个杂化带的费米波矢之间失配的减小，系统在临界杂化值 $V_c=\Delta_0$ 处呈现出从正常态到非均匀超导体的量子相变。对于 $V<V_c$，超导基态的特征在于大小为 $|\mathbf{q}_c|=q_c=2 \Delta_0/\bar{v}_f$ 的波矢。此处 $\Delta_0$ 是均匀态下的超导能隙，$\bar{v}_f$ 是平均费米速度。我们讨论了 $V_c$ 处量子临界点 (QCP) 的性质，并获得了相关的量子临界指数。