Excitonic insulator emerging from semiconducting normal state in $1T$-TiSe$_{2}$
一种新的物质状态，激子绝缘体（EI）状态，被预测将从电子-空穴对的玻色-爱因斯坦凝聚中出现。有人提出了一些候选材料，但一直难以证实其存在。最近的工作对$1T$ -TiSe $_{2}$在临界温度$T_c \approx 200 $ K以下的电荷密度波（CDW）态的EI图像提供了新的支持.然而，它的建立的一个重要环节是表明，大多数分数的测量$T_c$确实遵循库仑相互作用单独，而定量匹配的$T_c$可能需要从电子晶格耦合的帮助。这将确定CDW主要由库仑相互作用形成，并有助于确认TiSe $_2$的EI观点。在这里，我们提供这样的计算通过解决激子间隙方程与材料特定的电子结构。我们得到，没有拟合参数，$T_c \approx 135 \pm 27$ K的正常状态的间隙$E_g \approx 74 \pm 15$毫电子伏。对于最近测定的$E_g$值，从库仑相互作用计算的$T_c$似乎给出了实验$T_c$的大部分分数。测量的$T_c$的掺杂依赖性也令人满意地再现。也与实验一致的是相同的光电子能谱和态密度的计算。以上的半导体状态和$T_c$以下的EI一起应给出$1T$ -TiSe $_2$的相干图像。
2021-04-02 cond-mat.str-el
Odd-to-Even-Layer Switch of Spontaneous Excitonic State in $\rm{TiSe_{2}}$ Thin Films
National Laboratory of Solid State Microstructure, School of Physics, Nanjing University（南京大学固体微结构物理学院国家实验室）；Jiangsu Physical Science Research Center, Nanjing University（南京大学江苏省物理科学研究中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）；State Key Laboratory of Low Dimensional Quantum Physics and Department of Physics, Tsinghua University（清华大学物理系低维量子物理国家重点实验室）；Department of Physics and Guangdong Basic Research Center of Excellence for Quantum Science, Southern University of Science and Technology（南方科技大学物理系广东省量子科学基础研究中心）
本研究利用VT-ARPES观测到TiSe₂薄膜自发激子态存在奇-偶层切换，结合关联电子-空穴模型揭示层间带间耦合的关键作用，为自发激子形成提供直接证据。
2026-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Development of $ab ~initio$ method for exciton condensation and its application to $\bf TiSe_2$
激子凝聚表明电子-空穴对的自发形成，通过费米面的能隙打开，可以引起从半金属到激子绝缘体的相变。虽然这种激子绝缘体的想法已经提出了几十年，但目前的理论方法只能提供定性的描述，仍然缺少定量的预测工具。为了解决这个问题，我们发展了一种基于有限温度密度泛函理论和多体微扰理论的$ab~initio$方法来计算激子凝聚的临界行为。将我们的方法应用于单层$\rm TiSe_2$，我们发现晶格畸变伴随着激子间隙的形成，通过电子-声子耦合而没有声子软化，证明激子凝聚是在该化合物中观察到的电荷密度波态的起源。总的来说，在这项工作中介绍的方法是通用的，铺平了道路，在天然材料系统中寻找候选激子绝缘体。
2022-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Preformed Excitons, Orbital Selectivity, and Charge-Density-Wave Order in 1T-TiSe_2
过渡金属二硫属化物中电荷密度波的传统途径，依赖于费米面嵌套或Jahn-Teller不稳定性，最近受到质疑。虽然这需要探索不同的观点，缺乏理论指导维持激烈的争议的起源，以及CDW和过渡金属dichalcogenides的双有序之间的相互作用。在这里，我们探索了一个预先形成的激子液体路线，大量补充现代相关电子结构计算，激子CDW秩序在1 T-TiSe $_{2}$。我们发现，轨道选择性动力学局域化所产生的预激子液体相关性是有点让人想起的状态提出的$d$ -和$f$ -带量子临界在边界的磁性。在正常和CDW阶段的广泛的光谱和传输响应的良好的定量解释提供了强有力的支持，我们的方案，并表明软激子液体波动介导的超导电性在一个广泛的过渡金属dichalcogenides的边界上的CDW。这使得过渡金属二硫属化物更接近于$d$ -和$f$ -能带系统中的坏演员，其中电子起源的有害软波动被认为介导了磁性边界上的非常规超导性。
2012-12-05 cond-mat.str-el
Light-induced dimension crossover in 1T-TiSe$_2$ dictated by excitonic correlations
在具有强电子关联的低维系统中，超短激光脉冲的应用通常会产生否则无法获得的新相位。理解这种现象的核心挑战是确定维度和多体相关性如何共同控制非绝热转变的路径。为此，我们研究了层状化合物，1 T-TiSe $_2$，其三维电荷密度波（3D CDW）状态也具有激子凝聚由于强的电子-空穴相互作用。我们发现，光激发抑制平衡的三维CDW，同时创建一个非平衡的二维CDW。值得注意的是，尺寸减少不会发生，除非绑定电子空穴对被打破。这种关系表明，激子关联维持面外CDW相干性，解决了长期以来关于它们在CDW转变中的作用的争论。我们的研究结果展示了电子相互作用的光学操纵如何使人们能够控制对称性破缺顺序的维度，为在强关联系统中实现其他涌现状态铺平了道路。
2022-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spontaneous exciton condensation in 1T-TiSe2: a BCS-like approach
最近发现了强有力的证据，支持1 \textit{T} -TiSe $_2$中激子的BCS样凝聚。理论光电发射强度图已产生的激子凝聚相模型内计算的光谱函数，并设置对实验的角度分辨的光电发射光谱数据。在这里，在这个模型的框架内的计算详细介绍。它们代表了Jérome \textit{et al.} [Phys. Rev. { \bf 158}，462（1967）]的原始激子绝缘体相模型到三维和各向异性能带色散的扩展。文中还对它的性质作了详细的分析，并与实验作了进一步的比较
2008-09-11 cond-mat.str-el
Excitonic effects in two-dimensional TiSe$_2$ from hybrid density functional theory
过渡金属二硫属化合物（TMD），无论是体相还是单层相，都具有丰富的电荷密度波（CDW）相和较强的周期性晶格畸变。虽然嵌套的实际作用一直在争论中，但很好地理解，负责CDW的微观相互作用是电子-声子耦合。然而，TiSe $_2$的情况在这个家族中是独特的，因为高于临界温度$T_\mathrm{CDW}$的正常状态的特征在于通过ARPES测量的小准粒子带隙，使得不存在嵌套衍生的磁化率增强。因此，有人认为这种CDW的机制应该是不同的，这种材料实现了Walter Kohn提出的激子绝缘体相。另一方面，也有人提出，整个相图可以解释一个足够强的电子-声子耦合。在这项工作中，为了估计这种材料是如何接近纯激子绝缘体不稳定性，我们量化的电子-空穴相互作用的强度计算激子能带结构的混合密度泛函理论的水平上，专注于单层。我们发现，在一定的参数范围内的间接间隙在$q_{\mathrm{CDW}}$显着减少激子效应。我们讨论的后果，这些结果的辩论负责这CDW的物理机制。基于计算的激子结合能作为混合DFT的混合参数的函数的依赖性，我们推测纯激子绝缘体的必要条件是其非相互作用的电子结构是金属的。
2018-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Excitonic and lattice contributions to the charge density wave in 1T-TiSe$_2$ revealed by a phonon bottleneck
理解集体电子状态，如超导性和电荷密度波，对于基础科学和应用至关重要。层状过渡金属二硫属化物1 T-TiSe 2具有独特的电荷密度波（CDW）相变，其起源尚未完全了解。在这里，我们提出了超快时间和角度分辨光电子能谱（TR-ARPES）测量补充时间分辨反射率（TRR），使我们能够建立激子和电子-声子相互作用的贡献的CDW。我们监测的价带（VB）的能量移动和耦合相干声子作为激光能量密度的函数。VB移位，直接相关的CDW间隙关闭，表现出显着较慢的恢复动力学在Fth = 60 microJ cm-2以上的注量。这一观察结果与时间分辨反射率（TRR）中相干耦合声子的相对重量向更高频率模式的转移相吻合，表明存在声子瓶颈。使用速率方程模型，高通量瓶颈的出现归因于耦合声子阻尼的突然减少和与CDW超晶格声子损失相关的激子解离速率的增加。因此，我们的工作确立了激子和声子相互作用在CDW相变中的重要作用，以及结合互补飞秒技术来理解量子材料中复杂相互作用的优势。
2019-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exciton-phonon cooperative mechanism of the triple-$q$ charge-density-wave and antiferroelectric electron polarization in TiSe$_2$
采用考虑电子-声子耦合和位间库仑（激子）相互作用的多轨道$d$ - $p$模型，研究了单层TiSe $_2$中电荷密度波（CDW）形成的微观机制.首先，我们估计的第一性原理能带结构计算的基础上的单层TiSe $_2$的Ti $3d$和Se $4p$轨道的紧束缚带。我们从而显示轨道纹理附近的费米能级的未扭曲的能带结构。接下来，我们使用紧束缚近似推导出电子-声子耦合，并表明在布里渊区的M点处的横声子模中发生软化。研究了三重$q$ CDW态的稳定性，结果表明，在M $_1$，M $_2$，M $_3$点的横声子模同时被冻结.然后，我们介绍了最近邻的Ti和Se原子之间的库仑相互作用，导致价Se $4p$和导电Ti $3d$带之间的激子不稳定性。在平均场近似下处理位间库仑相互作用，我们发现电子-声子和激子相互作用协同稳定了TiSe $_2$中的三重$q$ CDW态。我们还计算了CDW态的单粒子谱，并再现了光电子能谱中观察到的能带折叠谱。最后，为了澄清CDW态的性质，我们研究了电子电荷密度分布，并表明，CDW态在TiSe $_2$是一个键型，并诱导一个涡旋状的反铁电极化的kagome网络的Ti原子。
2018-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure Driven Phase Transition in 1T-TiSe$_2$ , a MOIPT+DMFT Study
过渡金属二硫属化合物中电荷密度波序的非常规超导性质是目前争论的问题。1 T-TiSe 2是如何从正常态的电子结构出发，再到电荷有序态，在压力作用下产生超导电性的，目前还在研究之中。在CDW边界的大类TMD中发现了预形成的激子液体驱动的有序态介导的超导电性。利用动力学平均场论，从非相互作用的能带结构计算输入，我表明超导相出现在约2 GPa的压力，温度为2 K，这个区域持续到4 GPa的压力。
2016-06-09 cond-mat.str-el
Realignment of the charge-density wave in TiSe$_2$ by variation of the conduction band population
通过控制导带中有效载流子数目的变化，研究了TiSe $_2$中电荷密度波（CDW）的维数特性。通过H2O曝光实现维度的变化，并通过角分辨光电子能谱学进行监测。CDW生成矢量在一个狭窄的种群范围内从2x2x1向1x1x2变化，就在CDW完全抑制之前。我们的研究结果使一个新的观点的激子起源的CDW，CDW生成矢量和周期性晶格畸变之间的关系，并建议修改最近发现的手征性的CDW的图片。
2016-06-25 cond-mat.str-el
Revealing the order parameter dynamics of 1T-TiSe$_2$ following optical excitation
电荷密度波态的形成由序参量表征。它的建立方式提供了独特的信息，相关性在驱动电荷密度波形成及其形成背后的机制中所起的作用。在这里，我们使用时间和角度分辨光电子能谱学光学扰动的电荷密度相在1 T-TiSe $_2$和以下的恢复其序参量作为能量，动量和激发密度的函数。我们的研究结果表明，两个不同的订单有助于间隙的形成，CDW秩序和赝间隙状秩序，表现出的整体鲁棒性的光激发。详细的分析作为激发密度和延迟时间的函数的间隙的大小揭示了CDW间隙的激子长程性质和短程Jahn-Teller字符的赝隙顺序。与带隙相反，折叠的Se $_{4p}$ * 带的强度只能提供对激子顺序的访问。这些结果提供了新的信息到长期存在的争论的差距在TiSe $_2$的起源，并将其放置在相同的背景下，其他量子材料的赝间隙相似乎是一个前体的长程序。
2022-09-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Temperature dependent photoemission on 1T-TiSe2: Interpretation within the exciton condensate phase model
用角分辨光电子能谱研究了1 T-TiSe_2的电荷密度波相变。一个重要的化学势的变化，强烈演化与温度的证据。在激子凝聚相的框架下，提取了相关的序参量的详细温度依赖关系。在低温下具有类似平均场的行为，它在转变上方表现出非零值，被解释为强激子波动的特征，让人想起高温超导体的伪能隙相。费米能级附近的积分强度被发现显示出类似于测量的电阻率的趋势，并在模型内进行了讨论。
2009-11-02 cond-mat.str-el
Inconsistencies between experimental and theoretical band structure of TiSe$_2$
通过直接比较TiSe$_2$的角分辨光电子能谱与密度泛函理论结果，研究发现理论预测的价带-导带杂化能隙在实验中缺失，从而质疑激子绝缘体机制。
2024-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Revealing the role of electrons and phonons in the ultrafast recovery of charge density wave correlations in 1$T$-TiSe$_2$
利用选择性近红外和中红外光子激发的时间分辨和角度分辨光电子能谱，我们研究了1 $T$ -TiSe $_2$中电荷密度波（CDW）相位的飞秒动力学，以及240 K下CDW涨落的动力学。在CDW相位，我们观察到CDW振幅模的相干振荡。在240 K，我们挑出一个超快的组件中的CDW相关性的恢复，我们解释为电子-空穴相关性的表现。我们的动量分辨飞秒电子动力学的研究支持的机制CDW阶段之间的合作产生的带间库仑相互作用，激子绝缘体相形成的机制，和电子-声子耦合。
2016-09-28 cond-mat.str-el
Electron correlations rule the phonon-driven instability in single layer TiSe$_2$
采用密度泛函微扰理论和Hubbard相互作用研究了单层1 T-TiSe $_2$中电荷密度波（CDW）有序的问题.结果强调了通过哈伯德修正的电子相关性的关键作用，以捕捉准确的电子结构，低温和高温极限的CDW声子模式，和温度-电荷相图。我们表明，在密切的协议与实验，总相图包括公度和不公度CDW区域，后者与CDW相吻合，并可能有助于其形成。除了量子晶格涨落和激子相互作用的既定作用，我们的分析强调了被忽视的关键作用的动量依赖的电子-声子耦合和电子相关的CDW相变在单层TiSe $_2$。
2022-12-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metal-to-insulator transition in Pt-doped TiSe$_2$ driven by emergent network of narrow transport channels
金属-绝缘体转变（MIT）可以由许多不同的机制驱动，每种机制导致不同类型的绝缘体--化学势的变化可以诱导从金属到带绝缘体的转变;强关联可以驱动金属进入具有能隙的莫特绝缘体;另一方面，由于无序，安德森转变导致在光谱中没有间隙的局部绝缘体。在这里，我们报告发现了一个替代路线麻省理工学院驱动的创建一个网络的狭窄通道。在TiSe $_2$中用Pt取代Ti的输运数据表明，对于几个%的Pt取代，电阻率急剧增加5个数量级，随温度变化的电阻率$ρ(T)$具有幂律依赖性。我们的扫描隧道显微镜的数据表明，Pt诱导的纳米厚的畴壁（DW）的电荷密度波（CDW）顺序，拉载流子的散装和进入DW的不规则网络。虽然CDW域是带隙的，但局限于窄DW的电荷强烈地相互作用，在局部态密度中具有类似赝隙的抑制，即使当它们在本体中弱相互作用时，也是如此，并且在DW网络互连处散射，从而产生高电阻状态。角分辨光电子能谱显示出赝能隙行为，证实了带隙畴和窄畴壁与过量载流子的空间共存。
2020-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron-phonon-dominated charge-density-wave fluctuations in TiSe$_2$ accessed by ultrafast nonequilibrium dynamics
Université de Bordeaux（波尔多大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；CELIA（激光与相互作用中心实验室）；Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Institute of Physics, 10000 Zagreb（萨格勒布物理研究所）；European Theoretical Spectroscopy Facility（欧洲理论光谱设施）；Institut National de la Recherche Scientifique（国家科学研究学院）；University of West Bohemia（西波希米亚大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）
研究揭示了TiSe₂中CDW波动由电子-声子相互作用主导，而非激发子相关性，并通过超快非平衡动力学研究阐明了高温下电子与晶格自由度的复杂相互作用。
2026-01-16 cond-mat.str-el
Scattering dominated high-temperature phase of 1T-TiSe2: an optical conductivity study
关于1 T-TiSe 2高温相的确切性质的争论持续了几十年。近年来，当低温电荷密度波态的激子起源的新证据开始揭开时，它已经加强了。在这里，我们通过精确测量和详细分析1 T-TiSe 2单晶的光学响应来解决高温相的问题。电子和空穴子系统的单独的响应被识别，并遵循温度。我们表明，无论是半导体或半金属图片可以应用在其通用的形式作为两种类型的载流子的散射是在附近的Ioffe-Regel限制与衰减率是可比的或大于带极值的偏移。非金属输运性质的温度依赖性来自于散射率的反常温度依赖性。在转变温度附近，重电子和轻空穴对电导率的贡献相等。这种令人惊讶的巧合被认为是过渡之前占主导地位的谷间散射的结果。在光谱中的低频峰被确定，并归因于临界软化的L点集体模式。
2017-05-17 cond-mat.str-el
Chiral charge order in 1$T$-TiSe$_2$: importance of lattice degrees of freedom
我们解决的问题，最近发现的手征性的电荷密度波相位1 $T$ -钛硒$_2$，迄今缺乏一个微观的理解的起源。我们认为，晶格自由度似乎是至关重要的这种新颖的现象。我们激励一个理论模型，考虑到一个价和三个导带，一个强烈的屏蔽库仑之间的相互作用的电子，以及耦合的电子的横向光学声子模式。以这种方式扩展的Falicov-Kimball模型在低温下具有电荷密度波态，这伴随着周期性的晶格畸变。电荷有序化是由晶格变形和电子-空穴配对（激子）不稳定性组合驱动的。我们表明，电子-声子相互作用和声子-声子相互作用必须考虑到至少达到四阶的晶格位移，以实现稳定的手征电荷顺序。手性性质表现在离子位移中。此外，我们还提供了该模型的基态相图，并给出了1 $T$ -TiSe $_2$的电子-电子和电子-声子相互作用常数的估计。
2013-08-24 cond-mat.str-el
Electron-Phonon Coupling Mode in Excitonic Insulator
Ta 2NiSe 5被认为是一个有前途的激子绝缘体（EI）的候选人与轻微的声子贡献，因为它表现出微小的正交单斜结构畸变在328 K没有任何超晶格结构。我们的同步加速器非弹性X射线散射测量揭示了强的电子光学声子耦合发生在高于转变温度的温度。密度泛函理论计算表明，两个耦合的光学模式出现由于Ta和Se离子的振动。此外，这两种模式被冻结，使得Ta和Se彼此接近，在单斜相中形成原子位移型电偶极子。反铁电偶极子排列形成电子环矩的特点是EI在Ta_2NiSe_5和1 T-TiSe_2之间的普适性。
2018-03-01 cond-mat.str-el
Intrinsic Insulating Ground State in Transition Metal Dichalcogenide TiSe2
过渡金属二硫属化物TiSe $_2$在过去四十年中受到了极大的研究关注。不同的研究提出了抑制200~K电荷密度波跃迁、使低温电阻率变化几个数量级、稳定磁性或超导性的方法。在这里，我们给出了一种新的合成技术的结果，即样品生长在高压环境中，高达180巴的氩气。在100 K以上，性能与以前的报道几乎没有变化，但在80 K左右开始的滞后电阻区域，伴随着绝缘低温行为，与以前观察到的任何情况都不同。伴随的载流子浓度的降低被认为是在霍尔效应测量，和光电发射数据显示从绝缘样品中的费米表面的电子口袋的去除。我们的结论是，高惰性气体压力合成访问一个潜在的非金属基态的材料长期推测是一个激子绝缘体。
2019-02-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fate of the excitonic insulator in the presence of phonons
声子对激子绝缘体形成的影响至今几乎没有分析。然而，最近对$\rm Ta_2NiSe_5$、1 $T$ - $\rm TiSe_2$和$\rm TmSe_{0.45}Te_{0.55}$的实验表明，底层晶格起着重要作用，这些实验是实现激子绝缘体态的候选者。采用Kadanoff-Baym方法，我们从理论上解决这个问题。我们表明，由于电子-声子耦合的静态晶格畸变可能会出现在激子不稳定性。最重要的是，如果电子-空穴配对和凝聚完全由库仑相互作用驱动，则这种失真将破坏存在的声学相位模式。当涉及晶格自由度时，非对角长程序的缺乏挑战了这些材料中的激子形成由电子和空穴组成的玻色粒子或库珀对的超流体凝聚体。
2014-11-20 cond-mat.str-el
Theory of Doped Excitonic Insulators
根据最近的实验，对掺杂激子绝缘体的理论进行了重新研究。对于合适的谷简并X_3，X_3 '能带结构，能量上有利于“谷内”凝聚.铁磁性在掺杂时发生，这是由于在另外的直接一阶激子绝缘体-金属转变处的动能的淬灭。相图包括在低温下的空间不均匀密度和磁化的状态。
1999-06-17 cond-mat.str-el
Impurity-induced Ferromagnetism in Doped Triplet Excitonic Insulator
本文根据最近六硼化物的实验研究了激子绝缘体中的杂质理论。首先，我们研究了杂质周围的束缚态，发现当${Re}Δ$为正时，杂质周围的束缚态出现。其次，我们用Abrikosov-Gor'kov方法研究了连续态。我们发现当${Im}Δ=0$ .最后，我们数值求解了激子绝缘体的Bogoliubov-de Gennes方程。我们得到了与解析解一致的结果。我们还发现掺杂三重态激子绝缘体中出现了不完全铁磁性。利用我们的结果对掺杂六硼化物的铁磁性作了一个简短的定性讨论。
2000-09-20 cond-mat.str-el
Excitonic insulator states in molecular functionalized atomically-thin semiconductors
激子绝缘体是表现出相关激子基态的难以捉摸的电子相。具有这种相的材料有望具有令人感兴趣的特性，例如激子高温超导性。然而，实验实现的令人信服的证据仍然缺失。在这里，我们从理论上提出了二维半导体功能化的有机分子的激子绝缘体的原型，与示例性的候选人WS $_2$ -F6 TCNNQ的混合物。该材料系统在室温下表现出激子绝缘相，并具有由层间激子凝聚体形成的基态。为了解决实验相关的情况下，我们计算相应的相图的重要参数：温度，带隙能量，和介电环境。此外，为了指导未来的实验检测，我们展示了如何通过远红外太赫兹（THz）光谱来光学表征不同的电子相位。
2021-12-06 cond-mat.str-el
Prediction of at topological $p+ip$ excitonic insulator with parity anomaly
激子绝缘体是通过电子和空穴对相干凝聚成BCS样态而形成的绝缘态。各向同性空间波函数通常被认为是激子凝聚体，因为半导体中电子和空穴之间的吸引相互作用通常导致$s$波激子。在这里，我们提出了一种新型的激子绝缘体，表现出序参量与$p+ip$对称性，其特征在于由手性陈数$C_\textrm{c}=1/2$。这种状态显示的宇称异常，这导致两个新的拓扑性质：分数激发与$\textrm{e}/2$电荷在缺陷和自发的面内磁化。拓扑绝缘体表面态是实现拓扑激子绝缘体的一个很有前途的平台。在自旋动量锁定的情况下，带间光抽运可以使表面电子重整化，并驱动系统向$p+ip$不稳定性发展。
2019-01-14 cond-mat.str-el
Excitonic insulators as a model of $d-d$ and Mott transitions in strongly correlated materials
我们展示了如何强烈相关的材料可以描述的激子绝缘体形式主义的框架内，并描绘带间和带内有序现象之间的关系。我们的激子微观模型阐明了Van-Hove奇异嵌套在驱动带间和带内有序跃迁中的基本作用，并揭示了与共振价键物理的有趣联系。
2018-02-20 cond-mat.str-el
Direct Evidence for Robust Bulk Band Gap Across the Charge Density Wave Transition in TiSe2
Xiamen University Malaysia（厦门大学马来西亚分校）；University of Connecticut（康涅狄格大学）；SRM University - AP（SRM大学-安得拉邦校区）；University of Nebraska-Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）；University of New Hampshire（新罕布什尔大学）；Brookhaven National Lab（布鲁克海文国家实验室）
本研究利用高分辨角分辨光电子能谱证实TiSe2的CDW相变由晶格对称性破缺重构主导，而非电子带隙打开，其体态带隙在相变前后保持鲁棒性。
2026-08-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Critical charge fluctuations and emergent coherence in a strongly correlated excitonic insulator
激子绝缘体是由束缚粒子-空穴对-激子的宏观布居形成的相干电子相。由于只有少数候选材料是已知的，集体激子行为是具有挑战性的观察，被晶格效应所掩盖。在这里，我们使用偏振分辨拉曼光谱，以揭示四极激子模式的候选人零间隙半导体Ta $_2$ NiSe $_5$解开它从晶格声子。激子模式在接近相变时明显软化，显示出其电子特性，而其与非临界晶格模式的耦合显示出提高转变温度。在冷却，我们观察到逐渐出现的相关绝缘体间隙边缘的带态的相干叠加，与平均场论预测的强烈偏离。我们的结果表明，实现了强关联激子态的平衡块体材料。
2021-05-26 cond-mat.str-el
Theory of Thermal Conductivity on Excitonic Insulator
我们采用一个简单的准一维双带模型研究了激子绝缘体的热导率，该模型由电子带和空穴带组成，带间存在库仑相互作用。基于平均场线性响应理论，我们发展了一种确定激子绝缘体对热导率贡献的方法。结果发现，有一个额外的热流运营商由于激子相变，它给出的贡献，热导率的形式不是表示在索默-贝特关系的形式写在一个时间导数的形式的电流运营商。最后，我们讨论了新发现的附加贡献与激子携带的热流之间的关系。
2021-04-08 cond-mat.str-el
Quantum oscillations in the activated conductivity in excitonic insulators: possible application to monolayer WTe2
最近一篇关于单层WTe 2绝缘状态的论文报道了在1/B中周期性的电导率中观察到的大振荡，类似于金属中的量子振荡。这一非凡的观察激发了一些奇异物理学的想法，如自旋-电荷分离。我们表明，一个更传统的，但仍然是不平凡的解释，在间隙调制可能是一个模型的激子绝缘体受磁场。
2020-10-19 cond-mat.str-el
Excitonic effects on high-harmonic generation in Mott insulators
为了研究激子对莫特绝缘体中高次谐波产生的影响，我们在一维扩展哈伯德模型中研究了泵浦非平衡动力学。通过采用基于精确对角化和无限时间演化块抽取方法的含时计算，我们发现激子能量附近的高次谐波强度的强烈增强。亚Mott能隙区的子周期分析表明，激子能量附近的时间分辨谱的强度区域分裂成两个能级，并随驱动电场振荡。这种激子动力学性质上不同于自由的doublon和holon的动力学，但有利于促进莫特绝缘体中的高次谐波。
2022-06-11 cond-mat.str-el
Spin-Orbital Entangled Excitonic Insulators in $(t_{2g})^4$ Correlated Electron Systems
利用多轨道动力学平均场论研究了具有相对论自旋轨道耦合（SOC）的三轨道哈伯德模型的基态。我们证明了强电子关联和SOC之间的相互作用诱导了Van Vleck型的磁绝缘体及其磁激子凝聚。我们还发现，在适度的电子相关制度的SOC诱导另一种类型的非线性激子绝缘体，除了相对论带绝缘体。这些绝缘体的特征表现在动量分辨单粒子激发中，因此可以通过角分辨光电子能谱实验来实现。
2016-03-06 cond-mat.str-el
Bound state formation and nature of the excitonic insulator phase in the extended Falicov-Kimball model
受中价Tm[Se，Te]化合物中压力诱导激子凝聚的可能性的启发，我们研究了由有限的f-空穴价带宽扩展的Falicov-Kimball模型.计算的Frenkel型激子传播子，我们得到激子的束缚态以上的局部带间库仑吸引力的特征值。根据系统参数，c-和f-态之间的相干性可能在低温下建立，从而导致激子绝缘体相。我们发现强有力的证据表明，激子绝缘体代表电子-空穴对的BCS凝聚体（弱耦合制度）或预形成激子的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）（强耦合制度），随着库仑相关性的增加，这指向BCS-BEC转变情景。
2008-09-22 cond-mat.str-el
Distinct topological excitonic insulators characterized by quantum geometry
通过量子几何特征表征具有不同自旋纹理和磁光响应的拓扑 excitonic insulators
2025-11-22 cond-mat.str-el
Correlation-driven branch in doped excitonic insulators
The University of Osaka（大阪大学）；Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)（德国航空航天中心）
研究掺杂一维激发绝缘体的能谱特性，通过矩阵积态方法计算单粒子能谱和光学导电性，发现掺杂态中出现相关性驱动的间隙支，揭示掺杂诱导支与激发相关性有关。
2026-04-16 cond-mat.str-el
Dramatic Plasmon Response to the Charge-Density-Wave Gap Development in $1\textit{T}-{\mathrm{TiSe}}_{2}$
1 T-TiSe 2是研究最多的电荷密度波（CDW）系统之一，不仅因为其与CDW跃迁相关的独特性质，而且还由于其作为激子绝缘体的有希望的候选者的状态，所提出的在CDW波矢量处的等离子体软化信号。利用高分辨电子能量损失谱，我们报告了1 T-TiSe 2的温度依赖的等离子体行为的系统研究。我们明确地解决了声子模式的等离子体激元，揭示了朗道阻尼的存在，等离子体激元在有限的动量，这不支持激子凝聚的等离子体激元软化图片。此外，我们还发现零动量下的等离子体激元寿命对与CDW跃迁相关的带隙演化有显著的响应。在正常相费米能级附近的带间跃迁被证明是等离子体激元的一个强阻尼通道，而在CDW相这样的通道被抑制，由于CDW间隙开放，这导致在半金属或小间隙半导体等离子体激元的戏剧性的可调谐性。
2022-10-26 cond-mat.str-el
Photo-induced Dynamics of Quasicrystalline Excitonic Insulator
利用含时实空间平均场近似，研究了彭罗斯镶嵌上两带哈伯德模型中激子绝缘体的光生动力学。我们发现，与一个单周期的电场脉冲，体（空间平均）激子序参量在BCS制度减少，而它在BEC制度增加。为了澄清特有的彭罗斯平铺的动力学，我们研究的坐标数的依赖性的观测和分析的垂直空间。在BEC制度，在每个网站的电子数的特征振荡诱导的脉冲，这是没有观察到在正常的晶体。另一方面，在BCS制度的动力学的特点是激子序参量的空间图案的急剧变化。
2021-07-12 cond-mat.str-el
Transition to an excitonic insulator from a two-dimensional conventional insulator
在本文中，首先，我们提出了一个一般的公式来研究实际材料中激子绝缘体（EI）的基态和元激发。此外，我们讨论了出平衡态诱导（虽然是短暂的）由高强度的光照射的传统的二维（2D）绝缘体。然后，我们提出了各种带结构模型，使我们能够研究从传统的绝缘体的EI在2D材料的介电常数，传统的绝缘体间隙（和化学势），传导和价带的带宽和布拉维晶格晶胞尺寸的函数的过渡。本研究的目标之一是确定这些实验确定的参数的范围，以找到最佳的候选材料来实现激子绝缘体。对不同能带结构的EI能隙方程的数值解表明，EI能隙函数$Δ(\vec k)$和布里渊区零温电子和空穴动量分布具有重要而有趣的动量依赖性。最后，我们讨论了这些特征可以通过隧道显微镜来检测
2023-02-02 cond-mat.str-el
Excitonic Insulator State of the Extended Falicov-Kimball Model in the Cluster Dynamical Impurity Approximation
利用变分集团近似（VCA）和集团动力学杂质近似（CDIA），比较研究了二维正方晶格上扩展Falicov-Kimball模型（EFKM，一种无自旋双带模型）中激子绝缘体态的性质.在后者中，粒子浴网站被包括在参考集群中，以考虑相关网站中的粒子数波动。因此，我们计算的粒子数分布，序参量，基态相图，反常格林函数，和对相干长度，从而证明了有用的CDIA在讨论的激子凝聚的EFKM。
2017-05-25 cond-mat.str-el
Spectral signatures of the BCS-BEC crossover in the excitonic insulator phase of the extended Falicov-Kimball model
在无自旋Falicov-Kimball模型的框架下，利用直接的$f$ - $f$电子跳跃，研究了混合价态材料半金属-半导体跃迁时激子绝缘体态的自发形成.适应基于投影的重整化方法，我们得到了一组重整化微分方程的扩展Falicov-Kimball模型参数，并最终推导出解析表达式的序参量，以及重整化$c$ -和$f$ -电子色散，动量分布，和波矢分辨单粒子谱函数。我们的数值计算结果证实了在$c$和$f$带重叠的情况下，与激子绝缘体相的出现有关的价跃迁图象。因此，光电子能谱表现出显着的差异之间的弱到中间和中间到强库仑吸引制度，表明BCS-BEC跃迁的激子凝聚体。
2010-05-30 cond-mat.str-el
Competition between excitonic insulators and quantum Hall states in correlated electron-hole bilayers
本文基于MoSe2/hBN/WSe2异质结构电子-空穴双层膜，研究了垂直磁场下激子绝缘体的行为，发现了激子量子振荡，并揭示了强磁场下激子绝缘体相与双层量子霍尔绝缘体相之间的多重量子相变。
2025-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phase diagram of the excitonic insulator
最近的实验，这给了强有力的证据，激子绝缘相在$\rm TmSe_{0.45}Te_{0.55}$的动机，我们开发了一个计划，定量构建，通用的两个带模型，激子绝缘体的相图。作为我们方法的第一个应用，我们计算了具有长程库仑相互作用的有效质量双带模型的相图。屏蔽势近似是用来获得一个广义的间隙方程控制正（负）能隙的过渡从半导体（半金属）相到绝缘相。数值计算结果，在准静态近似下得到的，显示了一个尖塔状的相图，长期以来的预期相反。
2005-07-22 cond-mat.str-el
Coherent Order Parameter Oscillations in the Ground State of the Excitonic Insulator Ta2NiSe5
激子绝缘体是准凝聚激子的有趣电子相。一个突出的候选者是小带隙半导体Ta2NiSe5，其中激子被认为经历类BEC跃迁。但是在这种物质中存在相干凝聚的实验证据仍然缺失。这种状态的一个直接指纹将是对其集体模式的观察，这相当于超导体中的希格斯和戈德斯通模式。在这里，我们报告的Ta2NiSe5的激子绝缘体相的相干振幅响应的存在的证据。使用短激光脉冲的非线性激发，我们确定了一个声子耦合状态的冷凝物，可以被理解为一个耦合的电子希格斯模式的低频声子。希格斯模式的贡献充实的图片的电子驱动的相变和表征的激子绝缘体的瞬态序参量作为温度和激发密度的函数。
2016-11-03 cond-mat.str-el
Excitonic insulator phase and dynamics of condensate in a topological one-dimensional model
采用平均场近似方法研究了一维链原子$s-p$轨道中存在排斥轨道间库仑相互作用时，非平凡能带拓扑与激子绝缘体（EI）形成之间的相互作用.我们发现，我们的模型，在非相互作用制度，承认拓扑和平凡的绝缘体相，而在强库仑相互作用极限，手征对称性被打破，系统发生拓扑激子绝缘体相变。后者相变源于围绕$k=0$的轨道假磁化和能带反转。我们的研究结果表明，相反的拓扑绝缘体阶段，电子-空穴束缚态不形成激子凝聚在平凡的带绝缘体阶段，由于缺乏带反转。有趣的是，低$s-p$杂交极限中的EI相具有Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）/玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）交叉。在泵浦脉冲的作用下，我们发现激子态的振荡强烈地依赖于激光脉冲的频率。我们进一步探讨了光学测量中激子凝聚体的动力学特征。
2020-11-05 cond-mat.str-el
Assignment of excitonic insulators in \textit{ab initio} theories: the case of NiBr$_2$
在这项工作中，我们进行了详细的第一性原理分析的电子和光学性质的NiBr $_2$在国家的最先进的$GW$ +BSE计划，以确定该系统是否显示负激子能量，这将确定它作为（半）激子绝缘体。特别注意的是收敛的$GW$能带结构和近似之间的一致性采用的基态计算和近似采用的线性响应计算。我们发现，这两个问题起着至关重要的作用，在确定的激子性质的NiBr $_2$。
2022-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-Triplet Excitonic Insulator: The Case of Graphone
虽然在文献中已经研究了各种激子绝缘体，但由于感知到的自旋分裂太小，自旋三重态激子绝缘体是罕见的。然而，在二维系统中，如留声机，这是可能的，正如第一性原理计算结合贝特-萨尔彼得方程所揭示的那样。由有效哈密顿量给出的临界温度为11.5 K。虽然检测激子绝缘体仍然是一个艰巨的挑战，但三重态激子的凝聚将导致自旋超流性，这可以通过传输实验直接测量。非局域介电屏蔽还导致了一个意想不到的现象，即单粒子带和激子色散之间的间接到直接的跃迁交叉，这提供了另一个实验测试。
2020-03-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bardasis-Schrieffer polaritons in excitonic insulators
超导体中的Bardasis-Schrieffer模式是次显性配对通道中的波动，例如，s波超导体中的d波涨落这种快速通信表明，这些模式也一般发生在激子绝缘体。在s波激子绝缘体中，p波Bardasis-Schrieffer模式存在于带隙能量以下，具有光学活性，并与光子强烈杂交以形成Bardasis-Schrieffer极化激元，其在远场和近场光学实验中都可观察到。
2020-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Elastic Soft Mode and Electric Quadrupole Response in Excitonic Insulator Candidate (Ta$_{0.952}$V$_{0.048}$)$_2$NiSe$_5$: Contribution of Electron-Phonon Interaction
我们对（Ta $_{0.952}$ V $_{0.048}$）$_2$ NiSe $_5$进行了超声测量，以研究区中心声学声子对结构和可能的激子跃迁的贡献。用不可约表示$B_\mathrm{2g}$表示的横向弹性常数$C_{55}$在高于$T_\mathrm{s} = 280$ K的转变温度时表现出超过90%的软化，表明相应TA声子的软模。基于四极响应的分析表明，如果实现激子跃迁，除了导带和价带之间的杂化作用外，电子-声子相互作用也对激子跃迁有贡献。
2022-01-17 cond-mat.str-el
Theory of Orbital Susceptibility on Excitonic Insulator
本文在双带模型的基础上研究了激子绝缘体轨道极化率的温度依赖性。结果表明，由于激子能隙导致额外的轨道极化率，极化率随温度的变化发生急剧变化（异常增强）。计算了Ta $_2$ NiSe $_5$模型的轨道磁化率随温度的变化关系，结果与实验结果一致.
2016-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Identifying topological excitonic insulators via bulk-edge correspondence
本研究提出利用体-边对应关系识别拓扑激子绝缘体，通过第一性原理计算和有效哈密顿量分析揭示LiFeX家族中的激子凝聚不破坏边缘态，并提升临界温度至室温以上。
2025-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Photo-excited Dynamics in the Excitonic Insulator Ta2NiSe5
激子绝缘体是由凝聚激子形成的有趣的相关电子相。一个有希望的候选者是小带隙半导体Ta 2NiSe 5。在这里，我们调查的准粒子和相干声子动力学Ta 2NiSe 5在时间分辨泵浦探测实验。使用最初由Kabanov等人开发的超导体模型，我们表明，材料的本征能隙可以被描述为几乎与温度无关的温度高达约250 K至275 K。这种行为支持Ta 2NiSe 5中激子绝缘体状态的存在。一个额外的温度依赖性组件的间隙以上这些温度的发病表明，该材料位于BEC-BCS交叉制度。此外，我们表明，这种状态是非常稳定的，对强的光激发，这表明，自由的载流子是无法有效地屏蔽电子和空穴之间的吸引库仑相互作用，可能是由于准一维结构的Ta 2NiSe 5。
2018-01-31 cond-mat.str-el
Nonequilibrium dynamics in the pump-probe spectroscopy of excitonic insulators
本文在含时平均场近似下，采用含声子自由度的无自旋双轨道模型，研究了激子绝缘体抽运-探测光谱中的非平衡动力学。我们通过哈密顿量中的Peierls相位将脉冲光作为含时矢量势引入。我们发现，在正常态为半导体态的玻色-爱因斯坦凝聚体系中，当脉冲光的频率略大于带隙时，激子有序被抑制，而当脉冲光的频率远大于带隙时，激子有序被增强.我们还发现，在前一种情况下，如果脉冲的强度足够强，激子有序被完全破坏。在BCS制度的正常状态是半金属，我们发现，激子秩序总是被抑制，而不管脉冲光的频率。计算了瞬态态的准粒子能带结构和泵浦后的电导谱。
2018-11-30 cond-mat.str-el
