Superfluidity of two- dimensional excitons in flat and harmonic traps
Yu. E. Lozovik, I. L. Kurbakov, M. Willander
计算了二维激子在大尺寸平面和简谐势阱中的超流激子密度和超流跃迁温度。本文发展了Kosterlitz-Less理论的广义局域密度近似。
Superfluid exciton density and superfluid transition (crossover) temperature are calculated for 2D excitons in large-size flat and harmonic traps. A generalized local density approximation for the Kosterlitz-Thouless theory is developed.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Anyon superfluidity of excitons in quantum Hall bilayers
研究量子反常双层中激子的任意子超流性，探讨其在有限密度下的拓扑序和边缘谱特性，预测在特定相变附近出现异常大的超流刚性。
Superfluidity and collective properties of excitonic polaritons in gapped graphene in a microcavity
我们预测的形成和超流性的极化激元在光学微腔中形成的带隙石墨烯的激子嵌入那里和微腔光子。在石墨烯层中的带隙的存在下的激子的产生相关的拉比分裂得到。对集体激发和声速进行了分析。我们证明了Kosterlitz无相变相变的超流密度和温度是能隙的减函数。
Dipolar superfluidity in electron-hole bilayer systems
双层电子-空穴系统中，电子和空穴通过掺杂产生并限制在单独的层中，当层之间的距离小于层内粒子之间的典型距离时，会发生激子凝聚。我们认为，激子凝聚是一种新的偶极超流体，其中凝聚的相位耦合到矢量势的{ \it梯度}。我们预测偶极超导电流的存在，它可以被调谐的平面内磁场和检测的独立接触层。因此，偶极超流体提供了激子凝聚体的一个例子，其中其组成激子的{ \it复合}性质在宏观超流体状态中是明显的。我们还讨论了这种超流体的各种性质，包括旋涡的作用。
Harnessing Josephson-Shapiro physics to verify interlayer exciton superfluidity
提出基于Dayem桥激子约瑟夫森结中夏皮罗台阶的直接测试方法，预测在双双层石墨烯和低密度过渡金属硫族化物中可分辨的夏皮罗平台，并通过BCS-BEC渡越中的非单调演化提供激子超流性的直接证据。
Towards room-temperature superfluidity of exciton polaritons in an optical microcavity with an embedded MoS$_2$ monolayer
通过考虑激子极化激元在嵌入二硫化钼单层的光学微腔中的驱动扩散动力学，我们确定了实验相关的参数范围，在该范围内可以观察到室温超流性。结果表明，在激光抽运功率为$P>600$ mW，俘获势强度为$k > 50$ eV/cm $^2$时，俘获极化激元气体中发生超流跃迁.我们还提出了一个简单的分析模型，提供了一个有用的估计的极化激元气体密度，这使得人们能够确定观察室温极化激元超流性的条件。
Superfluidity of "dirty" indirect excitons and magnetoexcitons in two-dimensional trap
研究了具有无序和抛物型外势的二维系统中玻色子的超流相变。该理论被应用于耦合量子阱中的间接激子的实验。与激子之间的偶极-偶极排斥相比，允许随机场较大。假设外部抛物阱的斜率变化足够缓慢，以应用局部密度近似（LDA）的超流密度，这使我们能够计算在每个局部点$r$的陷阱的Kosterlitz无温度$T_{c}(n(r))$。超流相出现在圈闭中心（$\mathbf{r}=0$）周围，而正常相在该区域之外。随着温度的升高，超流区域收缩，并在温度为$T_{c}(n(r=0))$时消失。无序的作用是耗尽凝聚体;在固定的温度下，超流性存在的最小激子总数随着无序的增加而增加。如果无序足够大，它可以完全摧毁超流体。对于间接激子的情况，还计算了磁场的影响。在强磁场$H$中，超流分量减少，主要是由于激子有效质量的变化。
Unavoidable Gapless Boundary State and Boundary Superfluidity of Trapped Bose Mott States in Two-Dimensional Optical Lattices
利用量子蒙特卡罗模拟研究了光学正方晶格中玻色Mott绝缘体的边界性质。我们发现，一个有限的超流密度通常出现在体莫特状态周围的inincreate-filling（IC）边界区域，而不管IC区域的宽度。在IC边界区域，非对角和密度关联函数都呈现出近似幂律衰减。在特征温度以下，幂律行为和超流性发展良好。这些结果表明，在光晶格上的任何原子Mott绝缘体中，总是出现无隙边界模。这进一步表明，如果我们考虑玻色或费米原子系统中的拓扑绝缘态，其边界具有至少两个无隙模式（或耦合模式）的IC上的边缘状态和本征拓扑保护的边缘状态。
Two-dimensional superfluidity of exciton-polaritons requires strong anisotropy
激子-极化激元流体，光学腔中二维量子阱的激发，表现出类似于玻色凝聚的集体现象。然而，与标准凝聚体的根本区别在于这些激发的有限寿命，这需要连续驱动以保持稳定状态。一个基本的问题是，在这些非平衡条件下，具有长程代数关联的二维凝聚体是否存在。在这里，我们表明，这种驱动的二维玻色系统不能表现出代数超流秩序，除了在低对称性，各向异性系统。我们的结果意味着，特别是，最近明显的玻色凝聚的激子极化激元的证据必须是一个中间尺度的交叉现象，而真正的长距离相关性下降指数。我们得到这些结果，通过映射到各向异性的Kardar-Parisi-Zhang方程的长波长凝聚动力学。
Collective interlayer pairing and pair superfluidity in vertically stacked layers of dipolar excitons
人们认为分层玻色子偶极流体含有层间分子束缚态的凝聚物。然而，它的实验观察仍然难以捉摸。受最近两项实验工作的启发[Hubert等人，Phys. Rev. X 9，021026（2019）和D. J. Choksy等人，物理评论B 103 045126（2021）]，我们理论上研究，使用数值精确的量子蒙特卡罗计算，集体层间配对的实验签名在垂直堆叠的间接激子（IX）层。我们发现，IX能量转移与每一层的发展非平凡的密度不平衡的函数以下的非单调的趋势与跳跃不连续的密度平衡，确定与层间IX分子间隙。这种行为区分层间束缚对的超流性和不同层中独立的偶极凝聚。考虑到有限的温度和有限的密度不平衡的条件下，我们发现一个级联的Berezinskiii-Kosterlitz-无（BKT）的过渡，最初到一对超流，然后才在较低的温度下，到两个层的完全超流。我们的结果可以提供一个理论解释现有的实验观察在GaAs双量子阱（DQW）双层结构。此外，在未来的研究中，为了优化配对动力学的可见性，我们提出了一个分析，建议现实的实验设置在GaAs和过渡金属二硫属化物（TMD）双层DQW异质结构，集体层间配对和对超流性可以清楚地观察到。
Theory of topological exciton insulators and condensates in flat Chern bands
本文理论研究了平带陈绝缘体中光泵浦激子的拓扑涡旋结构与超流性，揭示其涡旋量由能带陈数差决定，并提出通过圆偏振光辐射、非线性反常霍尔效应及电压降量子化等实验探测方案。
Non-BCS superfluidity in trapped ultracold Fermi gases
在BCS理论中，费米子的超导性和超流性需要两个相互作用的费米子物种的费米能量匹配。两种物质的数密度的差异导致正常状态，相分离，或者-潜在地-超流性的奇异形式，如FFLO状态，Sarma状态或破坏对状态。我们考虑具有极化的超冷费米气体，即自旋密度不平衡。我们表明，由于气体被困和隔离的环境中的粒子交换，奇异形式的超流性出现作为一个外壳周围的BCS-超流气体的核心，大密度不平衡，以及在核心。我们得到这些结果通过使用Bogoliubov-de Gennes方程描述的捕获势的影响。为了与实验比较，我们还计算了冷凝分数，并表明，在中心的陷阱，极化超流导致一个小的倾角的中心密度差。我们比较的结果，局部密度近似，并找到定性不同的行为。
Trimer superfluidity of antiparallel dipolar excitons in a bilayer heterostructure
研究双层反平行偶极激子在特定密度比下的相图，通过量子蒙特卡罗模拟发现其能形成三聚体并在低温低密度下凝聚成超流相，还研究了相变及热转变，探讨了用过渡金属二卤化物异质结构的实验实现。
Theory of Bose-Einstein condensation and superfluidity of two-dimensional polaritons in an in-plane harmonic potential
最近的实验表明，在微腔结构中可以产生激子-极化激元的二维气体的面内谐波势阱，并且有证据表明极化激元在这种势阱中积累了玻色-爱因斯坦凝聚.本文提出了谐振势阱中激子极化激元的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）和超流性理论。一路上，我们确定了一个一般的方法来定义超流分数在一个二维的陷阱，在角动量表示。我们表明，在连续极限，作为陷阱变得更浅的超流分数接近2D Kosterlitz无边界的限制，而冷凝分数接近零，如预期的。
Radio frequency spectroscopy of the attractive Hubbard model in a trap
费米子之间的吸引相互作用可以导致光晶格中的配对和超流性。与“连续体”相反，在晶格上，陷阱诱导的密度变化可以产生配对振幅的非单调分布，并完全修改任何可能的赝能隙相位的光谱特征。使用一个工具，充分捕捉的不均匀性和强烈的热波动，我们演示了如何关键的射频签名配对被“倒置”在一个被困有吸引力的费米子晶格相比，传统的连续的情况。这些特征将是解释费米子配对和超流性的任何光谱暗示的核心。
Pouring Excitons into a Two-Dimensional Bucket: Equilibration of Indirect Excitons in an In-Plane Harmonic Potential
我们在平面谐振势中捕获了长寿命、高迁移率的激子气体。捕获是实现激子受控玻色-爱因斯坦凝聚体目标的重要一步。我们发现，激子之间的排斥相互作用起着主导作用的激子的行为，相反，在原子气体中的弱相互作用。我们表明，在适当的条件下，激子热化在陷阱中的一个明确定义的平衡空间分布。
Trapping Long-Lifetime Excitons in a Two-Dimensional Harmonic Potential
我们报告了一个重要的一步，明确的观察目标的玻色-爱因斯坦凝聚的激子在半导体。我们已经证明了一个系统中，激子的寿命为微秒，远长于他们的热化时间，在数百微米的距离移动，并可以被困在一个谐波势完全类似的陷阱原子凝聚。我们还报告了最近的结果，一种新的方法观察证据的玻色-爱因斯坦凝聚，发射的发光的角分辨率。
Long-range ferroelectric order in two dimensional excitonic insulators
研究通过双层半导体实现二维激子绝缘体中长程铁电序与超流性的共存。
Bose-Einstein condensation and superfluidity of magnetobiexcitons in quantum wells' and graphene superlattices
提出了在强磁场下，半导体量子阱和石墨烯超晶格组成的电子空穴交替层超晶格中准二维空间间接磁双激子的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）和超流性.在高磁场极限下，量子阱和石墨烯层组成的超晶格中具有偶极-偶极排斥的磁激子稀气体的两个不同的哈密顿量被简化为无磁场的二维激子稀气体的一个有效哈密顿量.此外，对于$N$激子，我们通过在电子（e）和空穴（h）的相对运动的坐标上积分，将$2N\times 2$维空间的问题简化为$N\times 2$维空间的问题。本文研究了在强磁场中，电子层和空穴层交替排列的超晶格中的二维间接磁激子相互作用系统的基态不稳定性。本文研究了由一对偶极矩相反的间接激子组成的准二维间接磁双激子稳定系统。在二维间接磁双激子系统中，以电四极子的形式相互作用，得到了量子阱和石墨烯实现的超流组分$n_{s}(T)$的密度和从Kosterlitz无相变相变到超流态的温度.
Superfluidity of "dirty" indirect magnetoexcitons in coupled quantum wells in high magnetic field
研究了强磁场$H$中耦合量子阱中空间间接磁激子与非平衡两层电子系统的准二维超流性.在无规场中具有偶极-偶极排斥的磁激子的稀有气体的问题已被简化为在$H$依赖的有效无规场中具有磁激子的有效磁质量的无磁场的偶极激子的稀有气体的问题，该磁激子的有效磁质量是磁场和CQW参数的函数。得到了超流组分$n_{s}$的密度和Kosterlitz-无规过渡到超流态的温度$T_{c}$作为磁场$H$、层间分离$D$和无规场参数$α_{i}$和$g_{i}$的函数。对于二维磁激子系统，随着磁场$H$和阱间距$D$的增大，有效重整化无规场参数$Q$增大，超流密度$n_s$和Kosterlitz-Escherless相变温度$T_c$降低.当总激子密度$n$一定时，强磁场中$D$对$n_s$和$T_c$的抑制作用与无磁场时相反，当$D$增加时，$n_s$和$T_c$增加.结果表明，在足够大的磁场$H$或参数的障碍的存在下，在任何激子密度没有超流性。
Dynamical patterns of phase transformations from self-trapping of quantum excitons
短光脉冲引起的相变是电子合作态研究的新主流。它在具有中性-离子转换的系统中的特殊实现以光泵浦到激子而不是电子带的方式突出。我们提出了一个时空效应的半唯象模型，适用于任何系统中的光学激子耦合到对称性破缺序参量。在我们的方案中，在短的初始光子脉冲之后，激子的准凝聚体以宏观量子态的形式出现，然后与其他倾向于不稳定的自由度相互作用。这种耦合导致激子的自陷;这局部地增强了它们的密度，其可以超过临界值以触发相变，即使平均密度低于所需的阈值。该系统是分层的域，通过动态相变演变，并可能持续甚至在初始激子重新组合。我们恢复动态相互作用的领域，如激子波函数，电子电荷转移和极化，晶格变形。
Exciton superfluidity in two-dimensional bilayers at zero and high magnetic fields
该研究探讨零磁场和高磁场下二维双层的激子超流性，通过理论分析揭示层间距、屏蔽效应等对激子配对的影响，区分相干性丧失与空间均匀性丧失，推测量子霍尔双层的演化特性。
Signature in sound-mode of the exciton bilayer two-dimensional superfluid transition
研究零磁场下电子 - 空穴双层中激子超流证据难获取的问题，利用安德森 - 博戈留波夫声速提供动态特征，通过计算行为、采用重整化群方法确定BKT转变，还找到实验可及温度窗口，明确涡旋 - 反涡旋激发对声速和转变温度的影响。
Bose-Einstein condensation and Superfluidity of magnetoexcitons in Graphene
我们提出了实验来观察玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）和准二维（2D）空间间接磁激子在双层石墨烯的超流性。假设磁场$B$较强。给出了在强磁场区的集体激发能谱、声谱以及磁激子的有效磁质量。超流密度$n_S$和Kosterlitz无相变温度$T_c$是激子密度$n$的增函数，但却是$B$和层间分离$D$的减函数.从这些计算的数值结果。
Controlled Drift of Indirect Excitons in Coupled Quantum Wells: Toward Bose Condensation in a Two-Dimensional Trap
我们成功地在非均匀应力和电场作用下，将间接激子囚禁在耦合量子阱中的谐振子最小势中。这些激子表现出强的斯塔克位移（超过60 meV）、长寿命（100 ns）和高扩散率（1000 cm $^2$ /s）。这种方法是非常有前途的获得所需的激子玻色凝聚在二维的激子的高激子密度。
Confinement and Superfluidity in one-dimensional Degenerate Fermionic Cold Atoms
用低能方法研究了一维光晶格中任意半整数自旋$F = N - 1/2$费米子冷原子的物理性质。根据离散对称性是否自发破缺，发现了$F \ge 3/2$的两种不同的超流相：无约束BCS配对相和由$2N$费米子构成的受限分子超流不稳定相.我们提出了一个实验区分这些阶段的气体被困在一个环形的几何形状。束缚-非束缚跃迁属于$Z_N$广义Ising普适类。我们讨论了$1/2N$填充时可能出现的Mott相。
Artificial trapping of a stable high-density dipolar exciton fluid
我们提出了令人信服的实验证据，一个成功的静电捕获的二维偶极激子，结果在一个良好的封闭，高密度和空间均匀的偶极激子流体的稳定形成。我们表明，至少半微秒，激子流体维持密度高于临界密度的简并性，如果激子流体温度达到晶格温度在这段时间内。这种方法应该允许在低温下研究二维强相互作用玻色子，并可能导致观察二维相互作用激子的量子相变，如超流性和结晶。
Quasi-degenerate self-trapping in one-dimensional charge transfer exciton
研究了激子系统两个准简并能级之间的非对角粒子-声子相互作用的自陷现象。我们建议这是实现在电荷转移激子，其中的极化方向给出了准简并。结果表明，这种机制，不同于传统的对角，允许的自由和自陷态的共存和共振，即使在一维系统和光学性质（光吸收和时间分辨发光）的共振态的定量理论。这一理论为长期困扰准一维化合物A-PMDA的难题提供了一致的解决方案。
First-principles calculations of the self-trapped exciton in crystalline NaCl
用局域自旋密度近似（LSDA）计算了NaCl晶体中偏离中心（C2 v对称性）的自陷激子（STE）的最低三重态的原子和电子结构.此外，还计算了发光峰的Franck-Condon展宽和a1 g-> b3 u吸收峰，并与实验结果进行了比较。LSDA准确地预测过渡能，如果初始和最终状态都是本地化或离域的，但1电子伏特的差异与实验发生，如果一个状态是本地化和其他离域。
Micropatterned Electrostatic Traps for Indirect Excitons in Coupled GaAs Quantum Wells
我们展示了一个基于耦合GaAs量子阱的场效应结构中间接激子的静电陷阱。在双量子阱的平面内，间接激子被捕获在夹在GaAs异质结构的表面和半透明金属顶栅之间的SiO2区域的周界处。量子限制斯塔克效应和局域场增强的结合很好地解释了捕获机制。我们发现量子阱平面中的一维俘获势与超过10 keV/cm ^2的高弹性常数近似为谐波。
Topological spin phases of trapped Rydberg excitons in Cu$_2$O
本文从理论上研究了Cu $_2$ O中通过范德华相互作用耦合的一维陷阱链中的里德伯激子。光学活性$p$ -壳层态的三重态作为有效的自旋- $1$，激子之间的相互作用是强自旋依赖的。我们预测该系统{具有}具有稀释反铁磁序、长程弦关联和有限激发能隙的拓扑Haldron相。我们还分析了陷阱的几何形状和相互作用的各向异性对里德伯激子自旋态的影响，并证明了丰富的自旋相图可以实现显示高的里德伯激子平台的可调谐性。
Exploring Exotic Superfluidity of Polarized Ultracold Fermions in Optical Lattices
通过求解Bogoliubov-de Gennes方程，从理论上研究了二维光晶格中简谐囚禁极化超冷费米子原子的超流性.发现在低密度下，配对振幅沿径向振荡，而在高密度下，配对振幅沿角向振荡。前者与已有的实验结果一致，后者是一个新预测的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）态，可以在实验中得到验证。
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