过渡金属硫族化合物中配对密度波不稳定性的弱耦合理论

实现配对密度波（PDW）相（其中库珀对具有有限动量）的可能性是一个有趣的挑战，已在多种系统中被研究。在传统超导体中，这仅在外部场解除费米面自旋简并、导致在非公度动量处形成配对时才可能。此处，我们研究第二种可能性，其可能与过渡金属硫族化合物相关：费米面由布里渊区±K点处的一对口袋以及Γ点的中心口袋构成。当这三个口袋全同时，配对磁化率在非零波矢±K处具有对数发散，从而允许对PDW不稳定性进行弱耦合分析。我们发现，只要Γ口袋存在，排斥电子相互作用会结合产生单态与三重态PDW通道中的有效吸引相互作用。由于这些PDW通道与均匀超导通道解耦，它们可成为系统首要的非传统配对不稳定性。求解线性化能隙方程后，我们发现PDW不稳定性对±K口袋的微小三角翘曲以及Γ与±K口袋间的微小失谐是稳健的，其对PDW转变的影响类似于Zeeman磁场对均匀超导转变的影响。我们还推导了具有±K动量的PDW能隙的Ginzburg-Landau自由能，分析了FF型与LO型PDW基态出现的条件与后果。我们对各基态中诱导序的分类揭示了不寻常的相，包括LO型PDW中的奇频电荷-2e超导体。