空间群对称性、自旋 - 轨道耦合及铁基超导体的低能有效哈密顿量

我们构建了铁基超导体中费米能级附近电子态的对称性适配低能有效哈密顿量。我们使用 Luttinger 不变量法，在对应于两个铁单胞的布里渊区中围绕 Gamma 点和 M 点展开，然后将展开系数与 5 带和 8 带模型进行匹配。随后，我们利用不变量法研究自旋密度波序参量对电子谱的影响，分别考虑包含和不包含自旋 - 轨道耦合的情况。分析结果之一是发现一旦包含自旋 - 轨道耦合，节点自旋密度波即变得不稳定。对 A_{1g} 自旋单态超导态进行了类似分析。在没有自旋 - 轨道耦合的情况下，Gamma 点附近有一个配对不变量，而 M 点附近有两个。这导致 Gamma 附近的空穴费米面处出现各向同性谱隙，而在 M 附近则为各向异性。这三个参数的相对值决定了超导态是 s_{++}、s_{+-} 还是节点型。包含自旋 - 轨道耦合会导致自旋三重态配对的额外混合，在 Gamma 附近和 M 附近各增加一个配对参数。这导致空穴和电子费米面附近均出现各向异性谱隙，后者不再交叉而是发生分裂。