Exciton Condensation in Landau Levels of Quantum Spin Hall Insulators
本文理论研究了垂直磁场下量子自旋霍尔绝缘体在临界磁场附近的拓扑相变,发现库仑相互作用触发最低朗道能级激子凝聚,并提出了用电子自旋共振谱直接探测该凝聚序的方法。
2025-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Excitonic condensation in a double-layer graphene system
从理论上研究了最近提出的电偏压双层石墨烯系统中激子凝聚的可能性。主要的重点放在获得一个可靠的分析估计到激子态的转变温度。由于在双层石墨烯系统中,由于自旋的两个投影、两个谷和两个层,费米子“味道”的总数等于N=8,因此大- $N$近似似乎特别适合于系统的理论研究。另一方面,大量的风味使得裸露库仑相互作用的筛选非常有效,这与石墨烯中的背散射的抑制一起导致激子凝聚的能量极低。结果表明,屏蔽对激子配对的影响在激子态和正常态一样强。其结果是,激子间隙$\De$的值被发现是完全符合先前获得的估计的平均场转变温度$T_c$,最大可能值$Δ^{\rm max},T_c^{\rm max}\sim 10^{-7} ε_F$($ε_F$是费米能)的都是在$ 1{\rm mK}$范围内的一个完美的清洁系统。这证明了能量标度$\sim 10^{-7} ε_F$确实设定了转变温度的上限,并使最近提出的关于高温一级跃迁到激子态的猜想无效。这些发现表明,不幸的是,石墨烯双层中的激子凝聚很难在实验上实现。
2009-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Intrinsic gap and exciton condensation in the nu_T=1 bilayer system
研究了倾斜磁场作用下双层量子霍尔(QH)系统在总填充因子$ν_{\mathrm{T}} = 1$下的准粒子激发。我们表明,准粒子的激发是纯粹的赝自旋起源和完全由层间和层内电子相互作用。基于激子形成的模型成功地解释了准粒子激发间隙的定量行为,证明了激子QH态和复合费米子液体之间存在联系。我们的研究结果提供了一个新的见解的性质之间的相变的两个国家。
2010-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Large Cumulant Eigenvalue as a Signature of Exciton Condensation
激子到单个量子态的玻色-爱因斯坦凝聚被称为激子凝聚。激子凝聚,这可能支持无摩擦的能量流,最近已经实现了在石墨烯双层和范德华异质结构。在这里,我们表明,激子凝聚可以预测从约化密度矩阵理论和累积量理论的组合。我们证明了激子凝聚的发生当且仅当在粒子-空穴约化密度矩阵的累积部分存在一个大的本征值。在热力学极限,我们表明,大的本征值是有界的激子的数量从上面。与粒子-空穴矩阵的本征值相比,累积量矩阵的大本征值具有提供对凝聚程度的尺寸扩展测量的优点。在这里,我们应用这个签名来预测激子凝聚在Lipkin模型和分子堆叠的苯。计算签名的预测在分子和材料中的激子凝聚的应用。
2022-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.chem-ph
Exciton condensation and charge fractionalization in a topological insulator film
在强拓扑绝缘体的表面上保证存在奇数个无隙狄拉克费米子。我们表明,在薄膜几何形状和外部偏压下,电子-空穴对,驻留在这些表面状态可以凝聚形成一个相干激子凝聚体,类似的一般条款激子凝聚体最近认为存在于一个偏置的石墨烯双层,但具有不同的拓扑性质。这种“拓扑”激子凝聚体(TEC)具有许多不寻常的性质,其中最有趣的是TEC序参量中单量子化涡旋携带的分数电荷+-e/2。
2009-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A variational Monte Carlo study of exciton condensation
用变分蒙特卡罗方法研究了正方晶格上两带哈伯德模型中的激子凝聚。我们发现,从激子绝缘体到带绝缘体的相变是由带间库仑相互作用的增加引起的。为了考察激子凝聚的性质,计算了$\bm{k}$ -空间和实空间中激子对的振幅。利用这些量,我们讨论了激子绝缘体相内的BCS-BEC交叉。
2015-05-08 cond-mat.str-el
Keldysh field theory of dynamical exciton condensation transitions in nonequilibrium electron-hole bilayers
本文利用Keldysh场论研究偏置电子-空穴双层中由层间隧穿驱动的非平衡激子凝聚,发现大偏压下p波隧穿会减小有效带隙并提高有效温度,并探讨了对InAs/GaSb量子阱及过渡金属二硫族化合物双层的实验启示。
2024-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bose-Einstein condensation of 2D dipolar excitons: Quantum Monte Carlo simulation
用扩散蒙特卡罗模拟方法对量子阱中二维偶极激子的玻色凝聚进行了数值研究。的相关性,微观,热力学和光谱特性进行了计算。结果表明,在耦合量子阱结构中,激子发光的低温特征目前已被观察到,偶极激子形成一个强关联系统。它们的玻色凝聚可以在实验上比理想或弱关联激子更容易实现。
2008-12-28 cond-mat.str-el
Exciton condensations in thin film topological insulator
研究了薄膜拓扑带绝缘体中的多体物理,其中边间库仑相互作用可以导致激子凝聚跃迁。研究了激子凝聚量子临界点的普适类。在不同的化学势和相互作用下,激子凝聚可以归属于z = 2平均场、3d XY或Yukawa-Higgs普适类.本文还讨论了激子凝聚与时间反演对称性破缺之间的相互作用。我们的工作预测可以通过实验来测试,通过调整的化学势的薄膜的两个表面上的栅极电压。我们还表明,所有的激子凝聚体的分析可以直接应用到自旋三重态超导相的吸引边间相互作用。
2012-04-26 cond-mat.str-el
Exact-diagonalization study of exciton condensation in electron bilayers
我们报告的小集群精确对角化计算证明形成的电子-空穴对(激子)的自发层间相位相干的双层系统所描述的扩展Falicov-Kimball模型的先决条件。评估的异常格林函数和动量分布函数的对,从而分析的激子结合能,凝聚振幅,和相干长度的库仑相互作用强度的依赖关系,我们证明了BCS类电子空穴配对过渡和玻色-爱因斯坦凝聚紧密结合的预形成的激子之间的交叉。我们还表明,电子和空穴之间的质量不平衡往往会抑制激子的凝聚。
2013-07-12 cond-mat.str-el
Detecting Exciton Condensation through Charge Transport in Semiconductor Heterostructures
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心)
提出利用掺杂载流子的电荷输运探测过渡金属硫族化物异质结构中的激子凝聚,发现电阻率降低和霍尔电阻率符号反转等独特实验特征。
2026-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Bose-Einstein Condensation of Excitons: Reply to Tikhodeev's Criticism
本文是对S. G. Tikhodeev(物理学评论快报,84(2000),3502或来自http://prl.aps.org/)。主要问题进行了讨论:运动的激子-声子包是否包含相干的“核”,或激子-声子凝聚?
2000-04-04 cond-mat.str-el
Excitonic condensation in systems of strongly correlated electrons
固体中激子凝聚的概念是在20世纪60年代引入的,当时人们想到的是与超导性的类比。虽然激子超电流已经实现了人工量子阱结构到目前为止,激子凝聚的概念,散装固体的应用程序导致了丰富的光谱热力学相不同的物理性质。在这篇综述中,我们讨论了激子凝聚理论的最新发展,在系统中描述的Hubbard型模型。特别是,我们专注于连接到他们的各种强耦合限制,已在其他情况下,例如,冷原子物理学我们的目标之一是提供一个“字典”,这将使读者有效地结合在这些不同领域获得的结果。
2015-05-06 cond-mat.str-el
Charge Density Wave Hampers Exciton Condensation in 1T-TiSe$_2$
激子的玻色-爱因斯坦凝聚作为观察多体量子效应的涌现性质的典型例子,继续获得巨大的关注。特别地,二硒化钛(TiSe $_2$)是用于实现激子凝聚的有希望的候选物,并且最近才在实验上观察到。令人惊讶的是,冷凝物的实验特征在于软等离子体激元模式,仅存在于附近的转变温度,$T_c$,电荷密度波(CDW)。在这里,我们使用线性响应时间相关的密度泛函理论来表征和分析实验光谱,发现软模可以归因于带间电子跃迁。在低于$T_c$的CDW态,周期性晶格畸变通过引入CDW能隙阻碍激子的自发形成。带隙提高了软模并将其合并到常规等离子体中。我们令人惊讶的结果与科学文献中常用的简单分析模型相矛盾。此外,我们发现,一个有限的电子温度,$T_e$,引入了一个耗散通道,并阻止了凝聚以上$T_c$。CDW和$T_e$的联合作用解释了激子凝聚的脆弱的温度依赖性。综上所述,我们的工作提供了第一个\textit{ab initio}原子级的框架,合理化最近的实验和进一步操纵激子凝聚在TiSe $_2$。
2019-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Determinant quantum Monte Carlo study of exciton condensation in the bilayer Hubbard model
用量子蒙特卡罗方法研究了强关联双层扩展哈伯德模型中激子凝聚的可能性。为了模拟现场排斥U和层间相互作用V,我们引入了一种新的更新方案,扩展了标准的谢尔曼-莫里森更新。我们观察到,符号问题急剧增加,包括层间相互作用V,这禁止在这个阶段一个明确的结论,关于激子凝聚的存在。然而,层间隧穿结果的增强表明,最强的激子凝聚趋势位于10- 20%p/n掺杂附近。磁性和导电性被证明是相对独立的层间相互作用。
2013-10-02 cond-mat.str-el
Temperature effects in excitonic condensation driven by the lattice distortion
讨论了半金属二维电子系统中电子与振动自由度耦合驱动的激子凝聚的低温稳定性。在非限制Hartree-Fock近似的框架下,我们导出了一组自洽地确定激子凝聚体序参量和晶格位移的方程。通过降低温度,我们发现,在系统中的半金属绝缘体转变,如果耦合足够大。绝缘状态代表了伴随着有限晶格畸变的激子凝聚。随着温度的升高,激子凝聚体的序参量和晶格畸变都以同样的方式减小并消失。在动量空间中的微观分析强烈指出,由晶格畸变驱动的激子凝聚有利于BCS型。
2017-02-14 cond-mat.str-el
Microscopic quantum interference in excitonic condensation of Ta$_2$NiSe$_5$
在BCS型平均场近似下研究了Ta $_2$ NiSe $_5$中激子凝聚的微观量子干涉.我们发现,在超声衰减的相干峰出现在低于转变温度$T_{\rm c}$,而在NMR自旋-晶格弛豫率迅速降低到低于$T_{\rm c}$,这些观察可以提供一个重要的实验测试的有效性的激子凝聚方案在钽$_2$硒$_5$。我们还表明,激子凝聚体现在一个跳跃的热容量在$T_{\rm c}$以及软化的弹性剪切常数,根据观察到的二阶相变在Ta $_2$ NiSe $_5$。
2016-01-18 cond-mat.str-el
Nonthermal excitonic condensation near a spin-state transition
我们考虑了一个双轨道哈伯德模型与Hund耦合和晶体场分裂,并表明在附近的高自旋/低自旋过渡,晶体场猝灭可以诱导激子凝聚在初始温度高于最高有序温度在平衡。这种凝聚是自旋熵的增加和有效电子温度的相关冷却的结果。我们确定了一个动态的相变,并表明,这样的淬灭可以导致长寿命的非热激子凝聚物,没有类似的平衡相图。结果解释了一个有效的赝自旋模型。
2020-06-04 cond-mat.str-el
Field-induced exciton condensation in LaCoO3
受最近在LaCoO_3中观察到的磁场诱导相变的启发,我们研究了外场对接近不稳定性的系统中自旋态有序化和激子凝聚的影响。我们表明,虽然在这两种情况下的过渡可以诱导由外部场,临界场的温度依赖性有相反的斜率。基于这一结果,我们认为,实验观测选择激子凝聚的情况。我们表明,这种凝聚是可能的,由于高流动性的中间自旋激发。相应的色散的估计的宽度是足够大的推翻原子多重态的顺序,并使中间自旋激发传播一个特定的波矢量的系统的最低激发。
2016-07-27 cond-mat.str-el
Potential Coexistence of Exciton and Fermion Pair Condensations
费米子对凝聚和激子凝聚作为两类不同的类玻色-爱因斯坦凝聚,已经在理论和实验上进行了广泛的研究。在这项工作中,费米子-激子凝聚--一个单一的量子态,其中费米子对和激子凝聚的字符共存--的存在是建立在计算上的低粒子数($N$)限制和理论上的大- $N$热力学限制。费米子-激子凝聚体的费米子对和激子特性之间的权衡在性质上是椭圆的。费米子-激子凝聚体的性质可能是费米子对凝聚体和激子凝聚体的性质的混合的可能性进行了讨论,并预计未来的实验和计算探索这类新的凝聚体,这可能是可实现的双层超导体。
2020-02-19 cond-mat.str-el quant-ph
Exciton condensation driving the periodic lattice distortion of 1T-TiSe2
我们解决的晶格不稳定性的1 T-TiSe 2的激子凝聚相的框架。我们发现,在低温下,凝聚激子通过电子-声子相互作用影响晶格。据发现,在零温度下,在激子凝聚相的1 T-TiSe 2,这种激子凝聚体施加力的晶格产生离子位移的幅度在实验中测得的。因此,这是第一次定量估计的振幅的周期性晶格畸变中观察到的1 T-TiSe 2作为激子凝聚相的结果。
2010-12-06 cond-mat.str-el
Exciton condensation of composite fermions in double layer quantum Hall systems
本文提出双层分数量子霍尔系统中两类复合费米子激子凝聚态,分析其输运特征,并通过数值计算证明其可在石墨烯和过渡金属二硫化物相关模型中实现。
2025-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence for Three-component Interlayer Coherent Exciton Condensation
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);Department of Physics, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学物理系);Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Science(中国科学院微电子研究所);Research Center for Functional Materials, National Institute for Materials Science(国立材料研究所功能材料研究中心);International Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science(国立材料研究所国际纳米结构材料中心);New Cornerstone Science Laboratory, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所新基石科学实验室)
本研究在三层石墨烯系统中观测到三分层层间相干激子凝聚,利用WSe₂的里德堡激子探针证实三对层均存在激子凝聚通道,为探索高阶量子霍尔序提供了可编程合成维度。
2026-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Polariton condensation with localised excitons and propagating photons
考虑到微腔极化激元的内部结构,我们估计了微腔极化激元的凝聚温度。我们认为极化激元形成的局域激子在平面微腔,使用广义迪克模型。在低密度下,我们发现了一个凝聚温度T_c \propto ρ,正如对无结构极化激元气体所预期的。然而,当T_c达到Rabi分裂的量级时,极化激元的结构变得相关,凝聚温度为B.C.S.-比如平均场论。我们还计算了激发光谱,这是相关的可观察到的量,如发光和吸收光谱。
2004-11-11 cond-mat.str-el
Comment on: "Auger decay, Spin-exchange, and their connection to Bose-Einstein condensation of excitons in Cu_2O " by G.M. Kavoulakis, A. Mysyrowicz (cond-mat/0001438)
结果表明,G.M. Kavoulakis和A. Mysyrowicz在cond-mat/0001438中可以通过三重态激子的双光子直接产生来测试。
2000-02-08 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Exciton condensation in an extended spinless Falicov Kimball model in the presence of orbital magnetic fields
利用二维Hartree-Fock自洽平均场论理论,研究了一个在垂直磁场作用下的扩展的无自旋Falicov-Kimball模型.在轨道场的存在下,激子平均${ Δ=<{{d_i}^\dagger} {f_i}>}$的杂化依赖性被修改。对于不同的磁通量选择值,激子以微妙的不同方式响应,与霍夫施塔特的著名光谱一致。通过施加磁场抑制激子平均。我们进一步研究了在一定的合理磁场值下,库仑相互作用和$f$ -电子跳跃对激子凝聚的影响。带间库仑相互作用使$Δ$指数增强,而非零的$f$ -电子跳跃使其减弱.观察到磁通量对激子行为的强可解释性效应.
2015-10-18 cond-mat.str-el
BCS-BEC Crossover of Triplet Exciton Condensation in Bilayer Systems
本文通过半填充双层Hubbard模型研究三重态激子凝聚的BCS-BEC交叉,揭示不同区域激子波函数特征及交叉区量子临界性。
2022-09-15 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
Excitonic Bose-Einstein condensation in Ta2NiSe5 above room temperature
我们表明,有限温度变分集团近似(VCA)计算的扩展Falicov-Kimball模型可以重现角分辨光电子能谱(ARPES)的结果在Ta 2NiSe 5跨越一个半导体结构相变在325 K。我们表明,只有当考虑到强激子涨落的激子绝缘体的现实模型上的VCA计算再现的特征温度依赖性的平顶价带观察到的ARPES。计算结果表明,Ta_2NiSe_5处于激子绝缘体态的玻色-爱因斯坦凝聚态.
2014-10-16 cond-mat.str-el
Exciton condensation in biased bilayer graphene
我们认为悬浮双层石墨烯下施加的垂直电偏置场,这是已知的产生一个单一的颗粒间隙$2Δ$和相关电极化的强度${\cal P}$。我们认为,偏压也驱动量子相变从带绝缘体超流激子凝聚。当激子结合能超过带隙$2Δ$时发生跃迁。我们预测的临界偏压(转换为带隙),$Δ_c\approx 60$毫电子伏,低于该激子凝聚。临界温度$T_c(Δ)$在$Δ\approx 25$ meV,$T_c^\text{max}\approx 115$ K处最大,由于热屏蔽,在较小的$Δ$处显著降低。进入凝聚相,超流转变伴随着在$Δ\toΔ_c$的电极化的强度${\cal P}(Δ)$的尖点,这提供了一个引人注目的可测试的签名。此外,我们还发现凝聚体更倾向于形成对密度波。
2023-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Signatures of exciton condensation in a transition metal dichalcogenide
玻色凝聚塑造了我们对宏观量子现象的理解,已经在超导体,原子气体和液氦中实现。激子是一种玻色子,它被预测会凝聚成超流体或绝缘电子晶体。利用最近发展起来的动量分辨电子能量损失谱(M-EELS)研究了过渡金属二硫属化物半金属1 T-TiSe $_2$的电子集体模。在相变温度T $_c$ = 190 K附近,电子模式的能量在非零动量下降至零,表明等离子体波动的动力学减慢和价电子结晶成激子凝聚体。我们的研究为三维固体中激子凝聚提供了令人信服的证据,并建立了M-EELS作为一种对量子材料中价带激发敏感的通用技术。
2018-01-15 cond-mat.str-el
Eliashberg theory for dynamical screening in bilayer exciton condensation
本文通过线性化 Eliashberg 方程研究动态屏蔽对双层激子凝聚转变温度的影响,发现 $T_c$ 有限且随层间距指数衰减,并证明零温下系统始终为激子凝聚体。
2024-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Excitonic condensation of strongly correlated electrons: the case of Pr$_{0.5}$Ca$_{0.5}$CoO$_3$
我们使用动态平均场模型计算和LDA+U材料特定计算相结合的方法研究了(Pr $_{1-y}$ R $_y$)$_x$ Ca $_{1-x}$ CoO $_3$(R=Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Y)系列化合物(PCCO)的低温相变.转变,标志着由一个尖锐的峰值在比热,导致直流电阻率的指数增加和磁化率的下降,但尚未确定序参量。我们表明,凝聚的自旋三重态,原子大小的激子提供了一个一致的解释所观察到的物理。特别是,它解释了交换分裂的Pr网站和同时Pr价跃迁。PCCO中的激子凝聚是在自旋态转变附近的某些系统中预期的一般行为的示例。
2017-01-05 cond-mat.str-el
Electronic Raman scattering of antiferromagnetic excitonic insulators
本文通过为Hubbard模型构建有效平均场拉曼算符推导低能电子拉曼散射截面,证明拉曼光谱能有效探测激子凝聚,并直接揭示了双层铱酸盐Sr3Ir2O7在压力下的激子凝聚现象。
2024-10-17 cond-mat.str-el
Exciton condensation in bilayer spin-orbit insulator
研究了双层单轨道哈伯德模型在中间耦合区的磁激发性质。该模型表现出一个量子相变(QPT)之间的顺磁(PM)和绝缘反铁磁(AFM)相在耦合强度的临界值。通过使用无规相位近似,我们表明,当PM状态是一个带绝缘体的QPT是连续的,相应的量子临界点(QCP)来自预形成的激子的凝聚。这些低能量激子重新出现在QCP的另一侧,作为AFM状态的横向和纵向模式。特别地,由于该材料的强易轴各向异性,对于与Sr $_{3}$ Ir $_{2}$ O $_{7}$相关的模型参数,纵模保持尖锐。
2021-03-24 cond-mat.str-el
Effects of Fermion Flavor on Exciton Condensation in Double Layer Systems
利用费米子路径积分量子蒙特卡罗方法研究了费米子味对双层系统中偶极激子凝聚物理性质的影响。我们发现,通过在系统中包括自旋削弱了有效的层间相互作用强度,但这对Kosterlitz-Escherless转变温度的影响很小。我们进一步发现,要获得正确的描述筛选,它是必要的考虑相关性的层间和层内相互作用。我们表明,虽然激子结合不能完全抑制筛选额外的费米子口味,其筛选效率降低,导致更高的转变温度比预测的大N分析。
2011-08-31 cond-mat.str-el
Signature of spin-triplet exciton condensations in LaCoO$_{3}$ at ultrahigh magnetic fields up to 600 T
本研究利用电磁通量压缩法和磁致伸缩计揭示了LaCoO$_{3}$高达600 T的相图,发现两种自旋三重态激子凝聚体,并通过唯象模型证明量子涨落对场致相变至关重要,为自旋超流技术开辟新途径。
2023-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Models of coherent exciton condensation
激子在固体中可能凝聚成相位相干的基态这一理论早在40年前就被提出,并引起了实验和理论上的广泛关注。虽然很难得到实验证实,但这一现象所释放的概念已经产生了广泛的影响。本教程评论讨论激子和极化激元凝聚理论的一般方面,集中在相干的原因在基态波函数,BCS玻色交叉(S)激子和极化激元,和相干凝聚标准激光的关系。
2004-07-02 cond-mat.str-el
Critical point for Bose-Einstein condensation of excitons in graphite
激子是通过吸引库仑相互作用束缚的电子-空穴对。短寿命激子已被检测到的各种实验探针在许多情况下。激子绝缘体,这种激子的集体状态,更难以捉摸。在这里,由于能斯特测量脉冲磁场中,我们表明,在石墨有一个临界温度(T = 9.2 K)和一个临界磁场(B = 47 T)的玻色-爱因斯坦凝聚的激子。在这个临界场,空穴和电子朗道子带同时穿过费米能级,并允许激子形成。通过对激子的有效质量和激子在基面上的空间间距的定量计算,我们证明了激子流体的简并温度对应于这个临界温度。这一发现可以解释为什么在石墨中观察到的场致跃迁不是超越量子极限的三维电子系统的普遍特征。
2020-11-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Finite-temperature properties of excitonic condensation in the extended Falicov-Kimball model: Cluster mean-field-theory approach
基于集团平均场理论方法,研究了有限温度下扩展Falicov-Kimball模型中的电子-空穴对(或激子)凝聚,并利用正弦平方形变函数对小集团进行了巨正则精确对角化分析.因此,我们计算的基态和有限温度的相图的模型,以及它的光学电导率和单粒子光谱,从而澄清如何出现在激子绝缘体的强耦合制度的预制对状态。我们比较了我们的结果与实验上的Ta $_2$ NiSe $_5$。
2020-04-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Odd-parity magnons in the Haldane-Hubbard model from topological exciton condensation
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心)
研究Haldane-Hubbard模型的集体激发,发现顺磁相中的拓扑激子及其凝聚驱动共线Néel态,该态实现具有f波分裂的奇宇称磁振子,并揭示电子能隙闭合导致磁振子能隙闭合及拓扑变化。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exciton condensation in strongly correlated quantum spin Hall insulators
本文利用动力学平均场理论研究了强关联量子自旋霍尔绝缘体,发现中等耦合下发生一级激子凝聚相变进入非拓扑磁电绝缘体,并揭示了莫特局域化与螺旋边缘态的演化规律。
2022-12-12 cond-mat.str-el
Exciton topology and condensation in a model quantum spin Hall insulator
本文采用自洽平均场方法研究了量子自旋霍尔绝缘体的Bernevig,Hughes和Zhang模型中局域电子-电子排斥对单粒子和双粒子性质的影响.我们发现,相互作用促进了一个新的绝缘和磁电相,打破自发反转和时间反转对称性,但不是他们的产品的拓扑和非拓扑绝缘体之间的入侵。从拓扑和非拓扑两方面接近该阶段的信号是两个激子分支的软化,即,其结合能达到间隙值,在大多数情况下,具有有限的和相反的陈数,从而允许该相被视为拓扑激子的凝聚物。我们还讨论了这些激子,特别是它们的表面对应物,可能会影响物理观测。
2020-07-10 cond-mat.str-el
Emergent U(1) gauge theory with fractionalized boson/fermion from the bose condensation of exciton in multi-band insulator
本文用多带绝缘体中激子玻色凝聚的低能理论研究了分形相。结果表明,根据耦合常数的不同,可以从一个单一的模型中导出包含玻色子和费米子的U(1)规范理论。在连续极限下,粒子的统计和自旋都是动态确定的,满足自旋统计定理。我们提出了两个相互一致的描述的细分。在第一种方法中,它表明,分数自由度出现从约化相空间的强相互作用的约束和U(1)规范场出现的集体激发的低能模式。在第二种方法中,提供了补充说明的基础上的原始激子的世界线图片的分数。从激子世界线的起伏网络中识别出紧急规范结构,而激子世界线反过来又实现了时空图像中的弦网凝聚。
2005-08-08 cond-mat.str-el
Quantum condensation from a tailored exciton population in a microcavity
提出了一个含量子点的半导体微腔的相干量子动力学实验。使用广义Dicke模型模拟实验,我们表明,定制的激发脉冲可以创建一个依赖于能量的激子,随后演变为激子和光子的量子凝聚体的人口。人口是由绝热快速通过的概括,然后冷凝由于BCS不稳定性的动力学模拟。
2008-07-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-orbital excitons and their potential condensation in pentavalent iridates
研究了具有强自旋轨道耦合的五价Ir $^{5+}$($5d^4$)离子在铱绝缘体中的磁激发.我们得到了一个微观模型的基础上本地Ir $^{5+}$多重态涉及$J=0$(单线态),$J=1$(三线态),和$J=2$(五重态)的自旋轨道状态。在层状钙钛矿和双钙钛矿中,特别是Ba $_2$ YIrO $_6$中,我们得到了磁性离子在正方形和面心立方(fcc)结构上的多重态之间的有效相互作用。此外,我们推导出一个有效的自旋轨道哈密顿的键玻色子和探索可能的不稳定性对磁和四极有序。此外,我们研究了电荷激发与变分集团微扰理论的帮助下,计算的电子电荷间隙作为跳跃和库仑相互作用的函数。基于电子和磁性相图,我们验证了激子磁性的可能性,由于自旋轨道激子凝聚在Ir $^{5+}$铱酸盐。
2019-01-07 cond-mat.str-el
Exciton condensation due to electron-phonon interaction
我们证明了零温下一维两带f-c电子系统中振动自由度的耦合可以驱动半金属激子-绝缘体量子相变。绝缘状态代表了伴随着有限晶格畸变的激子凝聚。利用基于投影的重整化方法,我们分析了半填充时相互作用电子-声子模型的基态和光谱性质。特别地,我们计算了激子序参量函数的动量依赖性,并确定了金属-绝缘体转变出现的有限临界相互作用强度。的电子光谱函数揭示了强杂交的f-和c-电子状态和单粒子激发间隙的开放。声子谱函数表明,在绝热(非绝热和极端反绝热)的声子频率制度的声子模式在过渡软化(硬化)。
2013-09-27 cond-mat.str-el
Exciton Condensation in a Holographic Double Monolayer Semimetal
利用AdS/CFT对偶性在强耦合极限下研究了双层Weyl半金属模型中层内和层间激子凝聚的形成。我们发现一个丰富的相图,其中包括层间和层内凝聚体之间的相变的电荷密度和层的分离是不同的。当电荷密度达到平衡时,层间凝聚的趋势最强,弱耦合的电子和空穴费米面将相互嵌套。对于含有多个无质量费米子的系统,我们发现了一个新的相变,其中嵌套的电荷平衡自发发生。
2014-10-12 cond-mat.str-el hep-th
Exciton condensation in strongly correlated electron bilayers
研究了Mott绝缘双层膜中激子凝聚的可能性。在这些强关联系统中,激子是双占据和空位置的束缚态。在强耦合极限,激子作为一个硬核玻色子。它的物理被捕获的激子t-J模型,包含一个有效的XXZ模型描述的激子动力学。利用数值模拟和解析平均场场论,我们构建了基态相图。三个均匀相可以区分:反铁磁,激子棋盘晶体和激子超流。然而,对于大多数模型参数,我们预测这些相之间的宏观相分离。激子超流只存在于激子跳跃能量较大的情况下。此外,我们还研究了这三个相的集体模式和磁化率。在超流相中,我们发现了一个显著的特征,即自旋三重态激发的带宽(可能通过共振非弹性X射线散射(RIXS)检测到)与超流密度成正比。超流相模式在电荷磁化率中可见,可通过RIXS或电子能量损失谱(EELS)测量。
2013-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exciton condensation driven by bound states of Green's functions zeros
本研究用动力学团簇近似分析Bernevig-Hughes-Zhang模型的绝缘体相变,发现格林函数零点的束缚态驱动了激子凝聚,揭示了量子自旋霍尔相的奇异边缘态特征与激子的本质来源。
2024-07-11 cond-mat.str-el
Exciton condensation from level repulsion: application to bilayer graphene
本文提出利用面内电场诱导偶、奇宇称激子杂化与能级排斥以增强结合能,并以偏置双层石墨烯模型说明其可促进激子凝聚,还给出基于 I-V Fourier 谱和 STM 的检验预言。
2025-06-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Singlet exciton condensation and bond-order-wave phase in the extended Hubbard model
相互作用的竞争意味着标准机制的补偿,这导致了常规相之间奇异相的出现。扩展的哈伯德模型(EHM)是局域哈伯德相互作用和最近邻密度-密度相互作用相互竞争的一个基本例子,在半填充的一维空间中,这种相互作用导致了介于电荷密度波(CDW)和准长程序莫特绝缘体(MI)之间的键序波(BOW).我们研究了一维EHM在CDW相中的全动量分辨激发谱,阐明了不同基元能隙之间的关系。我们表明,CDW到BOW的转变是由一个单重态激子在动量$π$软化。BOW被实现为该单重态激子的凝聚体。
2017-09-26 cond-mat.str-el
Slave Rotor Approach to Exciton Condensation in a Two-band System
利用从转子平均场(SRMF)理论研究了扩展Falicov-Kimball模型(EFKM)中激子的形成。在这个理论中,电荷和自旋(或轨道)度被视为独立的自由度,通过约束耦合。使用这种形式主义在单一以及集群的扩展,我们捕捉到有效的许多机构的规模超出了传统的平均场论。虽然激子的形成有利于带间杂化$V$,但它强烈地受原位库仑相互作用$U$的影响。在临界杂化之外,存在激子的凝聚,有效地引起从金属到激子绝缘体相的交叉。该系统从金属到激子绝缘状态,激子序参量有一阶跃。此外,激子平均的行为不同于早期的结果从Hartree-Fock平均场论。低$U$的结果表明,激子序参量($Δ$)是连续的过渡单以及两个网站的近似。在团簇情况下,中间体$U$的跃迁变为弱一级跃迁。另一方面,大的$U$极限显示了簇的连续转变,但在单位点近似中保持一阶。从转子也表明激子金属区域在单个和集群的情况下,而有一个轨道液体在绝缘制度的集群理论。$Δ-V$图显示当两个条带具有相同奇偶性时的阶梯状行为。对于团簇近似,通过调整局域带的跳跃参数,得到了$Δ-V$的二级到一级跃迁。
2017-07-15 cond-mat.str-el