Variable resistance at the boundary between semimetal and excitonic insulator
我们求解了半金属和激子绝缘体之间的双能带输运模型。我们分析了目前的两个相互竞争的条款与中性激子和带电载流子,分别。我们发现一个高的值的界面电阻,非常敏感的结的透明度。我们探索有利的系统进行实验确认。
2005-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlated insulator of excitons in WSe2/WS2 moiré superlattices
本研究在WSe2/WS2莫尔超晶格中首次观察到激子形成的玻色子关联绝缘体,并发现其随电荷密度可连续转变为电子关联绝缘体,为工程化玻色子相提供了新平台。
2023-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gapless Fermionic Systems as Phase-space Topological Insulators: Non-perturbative Results from Anomalies
提出统一理论描述无隙费米子系统的拓扑响应与反常,通过建立无隙费米子与相空间拓扑绝缘体的直接联系,无需微观细节即可获得低能性质与响应理论。
2025-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Interacting topological mirror excitonic insulator in one dimension
本文介绍了拓扑镜像激子绝缘体作为一种新型的一维相互作用拓扑晶相。它的镜像对称拓扑性质是由激子物理驱动的,它表现在量子化的体极化和边界上的半电荷模式。并通过玻色化分析验证了该方法对一维强相关效应的鲁棒性。此外,我们还发现Rashba纳米线和Dirac半金属纳米线可以为实现这种新的拓扑镜激子绝缘态提供理想的实验平台。它的实验结果,如量子化的隧穿测量中的隧穿电导,也进行了讨论。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum oscillations in a dipolar excitonic insulator
本研究在栅极可调的库仑耦合电子-空穴双层结构实现的激子绝缘体中观测到电阻率量子振荡,揭示了激子绝缘体与量子Hall态间的反复转变及激子结合能的振荡现象,为研究关联绝缘体量子振荡提供了新平台。
2025-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological properties of gapless phases in an interacting spinful wire
University of Minnesota(明尼苏达大学);Bar-Ilan University(巴伊兰大学);University of Kent(肯特大学)
研究了具有自旋电荷分离的相互作用自旋链中无能隙相的拓扑性质,发现两种非平凡无能隙态,对应拓扑卢瑟-埃米里液体和拓扑莫特绝缘体,且无序场相可与非相互作用拓扑金属相连。
2026-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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。
2024-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Perfect Coulomb drag and exciton transport in an excitonic insulator
本文利用新型动态光谱探测 MoSe2/hBN/WSe2 异质结构,在约15 K的激子绝缘体相中观测到完美库仑拖曳,但有限逆流电阻表明激子气体未凝聚为超流体。
2023-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Anomalous magnetization of a carbon nanotube as an excitonic insulator
我们从理论上证明,未掺杂的碳纳米管可能是激子绝缘体--我们预测,三重态激子的凝聚,驱动谷间交换相互作用,自发地发生在平衡,如果管半径是足够小的。激子凝聚的特征是它对能隙和每个电子的磁矩的相当大的贡献。虽然有不同的解释,但可能已经测量到能隙的增加[Deshpande等人,Science 323,106(2009)]。准粒子磁矩的增强是一种对破缺效应,它抵消了激子基态凝聚体的弱顺磁性。这一性质可以合理解释最近在接近电荷中性的不同设备中观察到的磁矩的异常大小。
2014-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological charge pumping in excitonic insulators
我们发现,在具有$s$波电子空穴配对的激子绝缘体中,外加电场(脉冲或静态)可以诱导$s$波分量的序参量,并进一步驱动它在$s+ip$平面内旋转,实现无源电荷泵。在一维空间中,每个旋转周期正好将两个电子泵过样品。高维系统可以看作是动量空间中的一维链的堆叠,其中每个穿过费米面的链都贡献了一个电荷泵的通道。物理超越绝热极限,特别是包括耗散效应进行了讨论。
2021-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Robust high-temperature topological excitonic insulator of transition-metal carbides (MXenes)
本文提出“宇称阻挫”机制解释拓扑激子绝缘体罕见的原因,并通过第一性原理计算证明单层MXenes可实现室温鲁棒拓扑激子凝聚,为寻找新材料和探究拓扑与多体效应相互作用提供了新平台。
2023-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exciton band topology in spontaneous quantum anomalous Hall insulators: applications to twisted bilayer graphene
我们揭示了量子反常霍尔(QAH)绝缘体的中性粒子-空穴对激发的拓扑特征,这些绝缘体的导带和价带近似平坦,具有相等和相反的非零陈数。使用一个完全可解的模型,我们表明,潜在的能带拓扑结构的影响的质量中心和相对运动的粒子-空穴束缚态。这导致拓扑激子带的形成,其特征是强大的色散和Berry曲率的不均匀性。我们将这些想法应用到最近报道的对称性破缺自发QAH绝缘体在衬底对齐魔角扭曲双层石墨烯。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological exciton Fermi surfaces in two-component fractional quantized Hall insulators
各种各样的二维电子系统(2DES)允许独立控制的总电荷密度和相对电荷密度的两个组件的分数量子霍尔(Fractional quantum Hall,简称FQH)状态。特别是,最近的一项关于双层石墨烯(BLG)的实验观察到,当电荷在层间转移时,在完全填充$ν_T = \frac{1}{2}$时,可压缩相和不可压缩相之间发生连续转变,其显著特性是不可压缩相具有有限的层间极化率。我们认为,这是因为$ν_T = \frac{1}{2}$系统的拓扑顺序支持一种新型的层间激子进行费米统计。如果费米子激子的能量低于常规玻色子激子(即,电子-空穴对),它们可以形成一个出射的中性费米面,为$ν_T = \frac{1}{2}$的不可压缩但可极化的状态提供了一个可能的解释。我们进行精确的对角化研究表明,费米激子的能量确实低于玻色子激子。这表明,一个“拓扑激子金属”隐藏在一个BLG绝缘体可能已经实现了实验。我们讨论了几种探测方案,拓扑激子金属可以实验探测。
2018-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electromagnetic responses of bilayer excitonic insulators: from exciton London equations to dipole and inverse dipole Hall effects
The Hongkong University of Science and Technology(香港科技大学);Donostia International Physics Center (DIPC)(多诺斯蒂亚国际物理中心)
研究双层 exciton 绝缘体的电磁响应,推导 exciton 超流体的伦敦方程,并揭示偶极子和反偶极子霍尔效应的机制。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gapless surface states in a lattice of coupled cavities: a photonic analog of topological crystalline insulators
我们表明,一个四重晶格的弱相互作用腔与单轴电磁响应是光子对应的拓扑晶体绝缘体,一个新的拓扑相的原子带绝缘体。也就是说,源于各个腔的谐振模式的相互作用的频率能带结构表现出全向带隙,在该带隙内,对于晶格的有限板出现无带隙表面态。由于拓扑晶体绝缘体与其光子晶体类似物的等效性,后者的能带结构可以由$Z_{2}$拓扑不变量表征。这种拓扑光子晶体可以在微波状态下实现为嵌入在薄金属线的连续网络内的介电颗粒的三维晶格。
2011-11-15 cond-mat.str-el
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
From Gapped Excitons to Gapless Triplons in One Dimension
通常,奇异相出现在常规相之间的相图中。它们的基元激发特别令人感兴趣。在这里,我们考虑一维离子哈伯德模型的例子。对于弱相互作用,该模型是带绝缘体(BI);对于强相互作用,该模型是Mott绝缘体(MI)。在这两者之间,发生自发二聚绝缘体(SDI),这是由能量低的电荷和自旋自由度。应用系统控制版本的连续么正变换(CUT),我们能够确定的分散体的元电荷和自旋激发和他们最相关的束缚态在平等的基础上。其核心思想是从一个外部二聚化的系统开始,使用相对较弱的二聚体间耦合作为小的展开参数,最后将其设置为1以恢复原始模型。
2014-08-13 cond-mat.str-el
Quantum phase transition and fractional excitations in a topological insulator thin film with Zeeman and excitonic masses
研究了三维拓扑绝缘体薄膜中存在两种相互竞争的质量时的零温相图和分数激发:T对称激子凝聚和T破缺塞曼效应。两个拓扑不同的阶段被确定:在一个,准粒子可以被看作是在量子自旋霍尔阶段,在其他量子反常霍尔阶段。激子序参量的涡旋可以携带分数电荷和两相电子的统计信息。当系统在这两个相之间发生量子相变时,激子涡旋的电荷、统计和费米子零模的数目也发生了变化。通过直接积分费米子,导出了涡旋和外规范场的有效场论,并给出了在有或无轨道磁场的情况下,激子涡旋处局域的费米子零模的显式波函数.量子相变可以通过光学法拉第或克尔效应实验来测量,最后我们讨论了产生激子凝聚所需的条件。
2012-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Doping a Mott insulator with excitons in moiré bilayer: fractional superfluid, neutral Fermi surface and Mott transition
在本文中,我们探讨了可能的阶段所产生的掺杂中性激子到莫特绝缘体的上下文中的莫尔双层。我们考虑两个莫尔层仅通过层间排斥耦合在一起,并且存在U(2)$\times$ U(2)对称性。两层的密度可以被调整为$n_t=x,n_b=1-x$与$n_t+n_b=1$。$x=0$极限是层极化的莫特绝缘体,并且小的$x$区域可以通过掺杂密度为$x$的层间激子来达到。如在WSe $_2$ -hBN-WSe $_2$ /WS $_2$系统中实验证明的,电荷间隙可以在小$x$处保持有限。为了捕捉自旋和激子自由度的纠缠,我们提出了一个四味自旋模型。除了单激子凝聚相的明显可能性之外,我们还通过分数化发现了更多奇异的物理现象:(I)我们分别为两层定义了自旋能隙$Δ_t, Δ_b$。只要两层的自旋能隙都是有限的,单激子凝聚是不可能的,只能有成对的激子凝聚。如果两个自旋能隙都是有限的,它可以是一个分数激子超流体与$Z_2$自旋液体共存的成对激子凝聚。将提供这样一个阶段的数值证据。(II)如果层极化莫特绝缘体在$x=0$处于具有自旋费米面的U(1)自旋液体中,则$x>0$的自然相具有由费米激子形成的中性费米面。有金属逆流运输,也弗里德尔振荡层极化在这个异国情调的阶段。我们的一维数值模拟观察到了这种中性费米表面相的模拟。(III)通过在带宽调谐的金属-绝缘体转变(MIT)的普适类中调谐$x$,可以存在金属-绝缘体转变…
2022-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Triplet Exciton-driven Topological Mott insulator at Finite Temperature
本文通过量子蒙特卡罗研究两个互补晶格模型,发现莫特性与能带拓扑耦合可在远高于居里温度时产生陈数C=±1的量子反常霍尔绝缘体,其电荷激发由抑制磁化的三重态激子修饰。
2025-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coherent transport in homojunction between excitonic insulator and semimetal
从一个双带模型的解决方案,我们预测,在一个半金属和激子绝缘体的交界处的热和电输运将表现出高电阻的行为和低熵产生在低温下,从一个半金属和一个正常的半导体结不同。这种现象,归因于无耗散激子流占主导地位的电荷传输,是基于更长的长度尺度的变化的有效界面电位的电子散射由于凝聚体的相干性比正常状态。
2005-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Excitonic gap generation in thin-film topological insulators
在这项工作中,我们分析了激子间隙产生的强耦合制度的三维时间反转不变的拓扑绝缘体薄膜。我们首先从3 + 1维量子电动力学的投影出发,写出2 + 1维中的有效规范理论。在这种方法中,我们得到了一个短程相互作用,它具有的形式的Thirring类项,和一个远程的。材料的两个表面态之间的相互作用引起激子带隙。通过在强耦合极限下的大$N$近似,我们发现在激子态中存在一个动力学质量产生过程,该过程保持了时间反演对称性,并且与我们模型的动力学手征对称性破缺有关.这种对称性破缺只在费米子味数小于$N_{c}\approx 11.8$时发生。我们的研究结果表明,包括完整的动力学相互作用强烈修改的激子凝聚的发生的口味的临界数,因此,不能忽略。
2017-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton-roton mode in moiré fractional Chern insulators
Tsinghua University(清华大学);Institute for Advanced Study, Tsinghua University(清华大学高等研究院);Frontier Science Center for Quantum Information, Beijing(北京量子前沿科学中心)
研究揭示了莫尔分数奇点绝缘体中由磁罗顿与莫尔能带激发混合产生的激子-罗顿模式,通过精确对角化和变分贝塞-萨尔佩特方程证明其由量子几何控制,具有光学响应与罗顿最小值结合的特性。
2026-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gapless insulating edges of dirty interacting topological insulators
我们证明了二维块状拓扑绝缘体中的无序和相互作用的组合可以一般地驱动其螺旋边缘绝缘。我们建立这一框架内的螺旋Luttinger液体理论和精确的Emery-Luther映射。无带隙玻璃边缘态以“自旋玻璃”的方式自发地打破时间反转对称性,并且可以被视为携带半整数电荷的孤立子的局域态。这样一个性质上不同的边缘状态为迄今为止令人困惑的实验观察提供了一个简单的解释。这一阶段表现出惊人的非单调性,与边缘增长本地化弱和强的无序限制。
2018-08-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Temperature-driven gapless topological insulator
我们研究了Haldane-Falicov-Kimball模型的相图,该模型在有限温度下结合了拓扑结构、相互作用和自发无序。用无偏数值方法,在相互作用-温度平面上绘出了相图.随着已知的阶段,我们推出了一个\textit{insulating charge ordered state with gapless excitations }和温度驱动的\textit{gapless topological insulating}阶段。内在的--温度引起的--无序,是解释意外行为的关键因素。我们的研究结果支持的可能性,有温度驱动的拓扑相变成带隙和无隙的拓扑绝缘相的系统中的一个大的质量不平衡的费米子物种。
2018-08-02 cond-mat.quant-gas 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 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
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
Strongly correlated excitonic insulator in atomic double layers
激子绝缘体(EI)是由半导体中束缚电子-空穴对(激子)的形成而产生的,并为量子多玻色子物理提供了固态平台。强激子-激子排斥预计将通过抑制密度和相位波动来稳定凝聚的超流和晶相。虽然已经报道了EI的光谱特征,但强相关EI状态的确凿证据仍然难以捉摸。在这里,我们证明了一个强相关的空间间接二维(2D)EI基态形成在过渡金属二硫属化物(TMD)半导体双层。当施加在两个电隔离的TMD层之间的偏置电压被调谐到填充束缚电子-空穴对但不填充自由电子或空穴的范围时,形成平衡层间激子流体。电容测量表明,流体是激子可压缩的,但电荷不可压缩的直接热力学证据的EI。该流体还与超过10的无因次激子耦合常数强相关。我们进一步构建了一个激子相图,揭示了莫特转变和相互作用稳定的准凝聚。我们的实验为实现激子的奇异量子相位以及多端激子电路的应用铺平了道路。
2021-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
Quantum Geometry Probed by Chiral Excitonic Optical Response of Chern Insulators
本文推导含激子效应的光电导负一阶矩求和规则,并将其与 Chern 绝缘体的量子权重 K 和 Chern 数 C 关联,揭示扭曲双层 MoTe$_2$ 中手性激子响应可用于探测量子几何。
2025-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Perfect Coulomb drag in a dipolar excitonic insulator
本研究在MoSe2/WSe2偶极双层激子绝缘体中观测到完美库仑拖拽,并揭示其随温度与Mott密度转变的输运行为。
2023-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
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
Excitons and Optical Absorption on the Surface of a Strong Topological Insulator with a Magnetic Energy Gap
本文对强拓扑绝缘体磁化表面上相互作用的电子-空穴对进行了理论研究。这种表面上的激子能级和光吸收显示出独特的和潜在的可测量的特征,例如(i)其总角动量与磁交换场对准的激子的增强的结合能,(ii)光吸收对磁交换场的方向以及对入射光的手性的明显依赖,和(iii)在交换场中由粒子-空穴不对称性引起的自旋激子的可调谐质心运动。我们的预测是相关的表面磁性掺杂的TI或表面涂有磁性薄膜,除了TI纳米线放置在纵向磁场。
2011-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Realizing intrinsic excitonic insulator by decoupling exciton binding energy from the minimum band gap
直接带隙材料有望成为激子绝缘体。与间接带隙材料相比,这里避免了与佩尔斯电荷密度波区分的困难。然而,当带隙接近零时,直接带隙材料仍然遭受极化率的发散,导致激子结合能减小。我们建议,可以解耦激子的结合能从带隙中的带边状态具有相同的宇称的材料。二维GaAs和实验机械剥离的单层TiS3的第一性原理计算为新原理提供了坚实的支持。
2018-04-29 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
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
Exotic Gapless Mott Insulators of Bosons on Multi-Leg Ladders
我们提出的证据表明,一个异国情调的无隙绝缘相的硬核玻色子的多腿梯子的密度相称的腿的数量。特别地,我们详细研究了一个在$ν=1/3$填充的三腿阶梯上具有直接跳跃和令人沮丧的环交换的玻色子运动模型。对于足够大的环交换,该系统是绝缘沿阶梯,但有两个无隙模式和幂律横向密度相关在非公度波矢量。我们提出了一个决定性的波函数为这个阶段,并发现变分蒙特卡罗和密度矩阵重整化群计算模型的哈密顿量之间的出色的比较,从而提供了强有力的证据,这种异国情调的阶段的存在。最后,我们讨论我们的结果扩展到其他$N$腿系统和$N$层的二维结构。
2011-01-28 cond-mat.str-el
Distinct topological excitonic insulators characterized by quantum geometry
National Laboratory of Solid State Microstructures, Nanjing University(南京大学固体微结构物理国家重点实验室);Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University(南京大学先进微结构协同创新中心);Jiangsu Physical Science Research Center, Nanjing University(南京大学江苏物理科学研究中心);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
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
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
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
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
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
Excitonic Magnetism in Van Vleck-type d^4 Mott Insulators
在具有t^4_{2g}电子组态的莫特绝缘体中,如Re^{3+}、Ru^{4+}、Os^{4+}和Ir^{5+}离子,自旋轨道耦合决定了角动量J=0的范弗莱克型双电子基态,磁响应由带隙的单重态-三重态激发决定。我们导出了这些激子之间的交换相互作用,并研究了它们在不同晶格上的集体行为。在钙钛矿中,发现了激子到磁性状态的常规玻色凝聚,而由于在90度d-p-d成键几何形状的情况下激子相互作用的键方向性质,在蜂窝晶格中出现了支持自旋液体状态的意想不到的一维行为。
2013-11-01 cond-mat.str-el
Kondo Insulator: p-wave Bose Condensate of Excitons
在混合价体系的Anderson晶格模型中,$d-f$杂化可以具有$p$波对称性。在平均场近似下,强关联绝缘相是激子的$p$波玻色凝聚体,具有自发的晶格形变。我们研究了绝缘体-金属转变的平衡和线性响应特性。我们的理论支持晶格变形和磁化率之间的经验相关性,并预测可测量的超声和高频声子在混合价半导体的行为。
1997-06-17 cond-mat.str-el
Long-range ferroelectric order in two dimensional excitonic insulators
Ioffe Institute(约费研究所);ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院)
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。
2025-12-16 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
Thermodynamical Signatures of an Excitonic Insulator
在20世纪60年代,出现了这样的猜测,即固态材料中是否存在基态,其中电子和空穴束缚在一对上,它们的自旋加到整数值,即激子。本文证明了TmSe_(0.45)Te_(0.55)中的电子和空穴确实形成了作为电子基态的激子。在间接带隙半导体中形成大量激子需要通过声子进行动量守恒,因此,如实验所发现的,意味着晶格的热容量的显著变化。在凝聚态物质中,热力学导出的相图维持玻色子基态。
2008-02-24 cond-mat.str-el
Excitons in topological Kondo insulators - theory of thermodynamic and transport anomalies in SmB$_6$
近藤绝缘材料不属于通常的弱带绝缘体、相关带绝缘体和莫特绝缘体的二分法.它们在高温下是金属的,但在低温下类似于带绝缘体,因为相互作用引起的带隙的开放。第一个发现的近藤绝缘体(KI)SmB $_6$已被预测在低温下形成拓扑KI(TKI),其模仿拓扑绝缘体。然而,自从它被发现以来,热力学和运输异常已经被观察到,这违背了理论解释。在强磁场中的比热、热输运和量子振荡实验中可以看到电荷间隙内集体模的神秘特征。在这里,我们表明,TKI是易受激子和磁激子的形成。这些电荷中性的复合粒子可以占长期存在的异常SmB $_6$,这是至关重要的散装拓扑签名的识别。
2016-08-08 cond-mat.str-el
Photoinduced Hund excitons in the breakdown of a two-orbital Mott insulator
本文研究了双轨道莫特绝缘体的光致击穿和由此产生的金属态。利用含时密度矩阵重整化群,研究了半满双轨道哈伯德模型与共振辐射场脉冲相互作用的实时动力学.这种由双光子-holon对的产生引起的崩溃,被Hund交换所增强,它动态地激活了大的轨道波动。莫特绝缘体的熔化伴随着由高到低的自旋跃迁,伴随着反铁磁自旋涨落的减少。最值得注意的是,整体的时间响应是由光生激子的轨道特性,是由洪德耦合稳定。这些非传统的“洪德激子”对应于束缚自旋单线态轨道三重态doublon-holon对。我们研究激子的性质,如带宽,结合势,和尺寸内的半经典方法。光子态是由Hund激子和doublon-holon等离子体共存的结果。
2018-06-06 cond-mat.str-el
The origin of exciton mass in a frustrated Mott insulator Na$_2$IrO$_3$
利用三脉冲超快光谱研究了受抑莫特绝缘体Na $_2$ IrO $_3$的弛豫过程。通过能够独立地产生与第一个脉冲的doublons和holons的平衡束缚态(激子)和抑制与第二个潜在的反铁磁秩序,我们能够阐明在这个系统中的准粒子的弛豫机制。通过观察磁有序相和磁无序相中激子动力学的差异,我们发现这种准粒子的质量主要取决于它与周围自旋的相互作用。
2017-12-28 cond-mat.str-el
Superconductivity Emerging from Excitonic Mott insulator - Theory of Alkaline Doped Fullerene
用变分Monte Carlo方法研究了碱金属掺杂富勒烯$_3$ $initio$哈密顿量的二维投影导出的三轨道模型,其中A=Cs,Rb,K.我们正确地再现了实验的各向同性s波超导周围的$ab$ $initio$参数。随着带宽变窄,过渡到一个绝缘体也被复制,其中轨道对称性被发现是自发打破与激子莫特绝缘体的出现两个轨道和反铁磁绝缘体几乎退化与自旋液体的第三轨道。超导电性是激子熔化的结果。
2017-11-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con