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
Phase diagram for the exciton Mott transition in infinite-dimensional electron-hole systems
为了理解三维电子-空穴系统中激子Mott跃迁的本质,研究了无限维两带哈伯德模型中电子-电子(空穴)排斥相互作用U和电子-空穴吸引相互作用U '下的金属-绝缘体跃迁.利用动力学平均场论,在假设电子-空穴对不凝聚的情况下,得到了U-U'平面上的相图(在无限维中是精确的)。当电子带和空穴带都被半充满时,出现两种绝缘态:当U > U'时的Mott-Hubbard绝缘体和当U <U'时的双激子绝缘体。即使远离半填充,我们发现之间的激子或双激子绝缘体和金属状态的相变。这个跃迁可以归属于激子Mott跃迁,而Mott-Hubbard跃迁不存在。
2004-07-13 cond-mat.str-el
Many-Body Renormalization of Semiconductor Quantum Wire Excitons: Absorption, Gain, Binding, Unbinding, and Mott Transition
通过求解动态屏蔽的Bethe-Salpeter库仑相互作用方程,从理论上研究了GaAs量子线结构中准一维多体激子在外部光激发条件下的形成和稳定性.与最近的几个实验结果一致,计算的激子峰显示出非常弱的载流子密度依赖性高达(甚至高于)莫特跃迁密度,$n_c\sim3\times10^5$ cm $^{-1}$。在$n_c$之上,我们发现了相当大的光学增益,有力地证明了一维量子线激光器运行的可能性。
1999-05-04 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
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
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
Exciton and light induced ferromagnetism from doping a moiré Mott insulator
本研究将激子掺杂入TMD层三角形莫尔超晶格的莫特绝缘体,通过DMRG计算发现不同激子跃迁符号下自旋矩形成不同磁序,光泵浦可诱导反铁磁-铁磁转变,为通过中性激子调控磁性提供了新途径。
2023-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Excitons in Mott insulators
最近的拉曼和共振非弹性X射线散射实验的动机进行莫特绝缘体,这表明在这些系统中形成激子,我们提出了一个理论的激子形成的上哈伯德带。基于自旋极化子方法的分析是在一个有效的t-J模型的框架下进行的一个双占据网站的状态的子空间。我们的研究结果证实了激子的存在,并承担定性相似的实验数据,尽管在我们的方法进行了一些简化。他们证明了激子形成的基本机制与弱掺杂反铁磁体中空穴的结合机制是相同的。
2001-10-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spectroscopy of Hubbard-Mott excitons and their ro-vibrational excitations
本研究通过大规模数值模拟与半解析几何弦论方法,对比Hubbard激子与t-J模型可区分掺杂对的性质,结合铜氧化物RIXS实验数据,解释了观测到的长寿命转动-振动激子共振,为铜氧化物配对本质提供新认知。
2024-06-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Exciton Recombination in One-Dimensional Organic Mott Insulators
我们提出了一个理论的复合(带电)holons和doublons在一维有机莫特绝缘体,这是负责的光激发金属态的衰变。由于电荷-自旋分离,在低电荷密度下复合的主要机制涉及多声子发射。我们表明,一个合理的耦合声子是足够的解释所观察到的快速复合ET-F $_2$ TCNQ的泵浦-探测实验,因此,我们也可以考虑测量的压力依赖性的复合率。
2015-08-14 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
Universal excitonic superexchange in spin-orbit-coupled Mott insulators
指出了自旋轨道耦合莫特绝缘体中激子超交换的普遍存在。结果表明,对最低自旋轨道纠缠态“$J$“的限制有时不足以描述微观物理,而通过最高自旋轨道纠缠态“$J$“的虚激子过程对超交换提供了重要的修正.我们说明了这种激子超交换从一个二维的$5d$铱酸盐Sr $_2$ IrO $_4$和解释其物理后果,如类轨道耦合到外部磁通量和非线性磁化率。激子超交换在其他自旋轨道耦合莫特绝缘体,如$3d$钴基Kitaev磁体,甚至$f$电子稀土磁体中的普遍存在进一步讨论。
2022-08-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Optical excitations in a one-dimensional Mott insulator
利用密度矩阵重整化群方法研究了一维扩展哈伯德模型中Mott绝缘相的光激发。用动态DMRG方法计算了线性光学电导率,用对称DMRG方法研究了最低光学激发态的性质。数值计算完全符合场理论预测的一个小的莫特间隙和分析结果的一个大的莫特间隙与强耦合分析。结果表明,在这种莫特绝缘体中存在四种类型的光激发:未束缚电荷激发对、激子、激子弦和电荷密度波(CDW)液滴。每种类型的激发占主导地位的低能量光谱在一些区域的相互作用参数空间,并对应于不同的光谱特征:一个连续开始在莫特间隙(未结合电荷激发),一个单峰或几个孤立的峰低于莫特间隙(激子和激子弦,分别),和一个连续低于莫特间隙(CDW液滴)。
2002-08-26 cond-mat.str-el
Dimensionality-Dependent Exciton Dispersion in a Single-Band Mott Insulator
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);School of Physics, Zhejiang University(浙江大学物理学院);State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials, Zhejiang University(浙江大学硅酸盐先进半导体材料国家重点实验室);School of Physics and Beijing Key Laboratory of Opto-electronic Functional Materials & Micro-nano Devices, Renmin University of China(中国人民大学物理学院及光电功能材料与微纳器件北京市重点实验室);Key Laboratory of Quantum State Construction and Manipulation (Ministry of Education), Renmin University of China(中国人民大学量子态构建与操控教育部重点实验室);International Center for Quantum Materials, and Electron Microscopy Laboratory, School of Physics, Peking University(北京大学物理学院国际量子材料中心及电子显微镜实验室);Department of Physics, Fuzhou University(福州大学物理系)
研究通过高分辨率电子能损失谱观察到单带莫特绝缘体Nb3Cl8中激子色散的维度依赖性,揭示了高温相中激子的高绑定能及二维线性色散,以及低温相中激子分裂为两带的三维抛物线色散。
2026-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Excitonic optical spectra and energy structures in a one-dimensional Mott insulator demonstrated by applying a many-body Wannier functions method to a charge model
采用多体Wannier函数方法,理论计算了大尺寸一维莫特绝缘体在绝对零度温度下的激子电导谱和能量结构.针对与一个holon和doublon对相关的全电荷涨落,我们采用了一个电荷模型,这被解释为一个很好的有效的模型,以调查在半填充的自旋-电荷分离图片的一维扩展哈伯德模型的光激发。结果表明,在294 K下,ET-F $_{2}$ TCNQ在调制电场和未调制电场作用下的光谱与实验数据吻合较好.关于激子的能量结构,我们发现激子,特别是偶宇称激子,受多体效应的束缚很弱。这也与最近实验中报道的拟合参数一致。因此,本文提出的理论方法对于理解一维莫特绝缘体多体激发态中电荷涨落的物理作用具有实际意义。
2020-06-16 cond-mat.str-el
Wannier-Stark ladders and Stark shifts of excitons in Mott insulators
本文研究一维莫特绝缘体在直流电场下激子的Wannier-Stark阶梯和Stark位移,发现光导谱出现离散峰,可由强耦合有效模型重现,表明莫特绝缘体可作为Stark离散化平台。
2023-08-29 cond-mat.str-el
Mott-Enhanced Exciton Condensation in a Hubbard bilayer
International School for Advanced Studies (SISSA)(国际高等研究学院)
研究双层Hubbard模型中Mott增强的激子凝聚,发现层内强相互作用可使激子相在层间耦合较弱时仍稳定,并通过映射模型揭示其相干性与相关长度。
2023-07-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Excitons and Dark Fermions as Origins of Mott Gap, Pseudogap and Superconductivity in Cuprate Superconductors --- General Idea and Basic Concept Based on Gap Physics
本文根据最近对单粒子格林函数奇异自能结构的理解,重新讨论了掺杂莫特绝缘体的理论。自能中独特的极结构在反常区产生高温超导,而在正常区产生Mott能隙和赝能隙。在这里,我们阐明了电子的分裂,这是确切地举行在莫特绝缘体在原子极限,更普遍地产生出的莫特隙费米子和暗(隐藏)费米子。它不需要任何自发对称性破缺。这两个能隙是这两个费米子与准粒子杂交的结果。我们进一步提出莫特带隙费米子和暗费米子分别是Frenkel型和Wannier型激子的费米子分量,它们共存于掺杂的莫特绝缘体中。在没有自发对称性破缺的情况下,Frenkel型激子的玻色-爱因斯坦凝聚是理解独特的极结构和赝能隙的关键,通过与Mott能隙类似的分形准粒子与暗费米子的瞬时杂化,我们可以发现这种独特的极结构和赝能隙。我们认为,高$T_{\rm c}$超导性归因于Wannier型激子的偶极吸引。与传统的自发对称性破缺引起的凝聚态物质和基本粒子物理,包括量子色动力学的间隙形成机制进行了比较。我们提出了一个理论框架,并讨论了实验测试来分析这个想法和概念。
2018-06-08 cond-mat.str-el hep-th
A Hubbard exciton fluid in a photo-doped antiferromagnetic Mott insulator
本文利用超快太赫兹电导率在光掺杂反铁磁莫特绝缘体Sr₂IrO₄中首次实验观测到哈伯德激子流体的瞬态形成,发现其寿命约1皮秒且与莫特能隙呈指数标度关系,揭示了与磁振子模式的强耦合。
2025-05-08 cond-mat.str-el
Chiral Mott insulators in frustrated Bose-Hubbard models on ladders and two-dimensional lattices: a combined perturbative and density matrix renormalization group study
利用微扰强耦合分析和密度矩阵重整化群(DMRG)方法,研究了阶梯和二维晶格上阻挫Bose-哈伯德模型的全能隙手征莫特绝缘体(CMI).首先,我们表明存在一个低洼的激子状态进行正确的量子数负责的激子的凝聚和形成的CMI在中间相互作用制度的所有几何形状。然后,我们对几个具有$π$ -通量的两腿梯形系统进行了系统的DMRG模拟,并仔细表征了两个量子相变。我们讨论的可能性,包括排斥最近邻相互作用或改变密度和耦合比,以延长一般非常小的CMI窗口。
2017-11-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Charge-Transfer Excitations in One-Dimensional Dimerized Mott Insulators
利用一维二聚扩展哈伯德模型研究了一维二聚莫特绝缘体的光学性质。数值计算和微扰分析从双聚体的限制澄清,有三个相关的类的电荷转移(CT)状态产生的光激发:interdimer CT未结合状态,interdimer CT激子状态,和intradimer CT激子状态。这种分类适用于理解的有机分子材料,1,3,5-三硫杂-2,4,6-三氮杂并环戊二烯基(TTTA),这是已知的光诱导从二聚自旋单重态相的顺磁相的转变的光学性质。结果表明,TTTA的最低光激发态是二聚体间CT激子态,次低光激发态是二聚体内CT激子态。
2007-05-16 cond-mat.str-el
Observation of excitonic Floquet states in a one-dimensional organic Mott insulator using mid-infrared pump near-infrared probe reflection spectroscopy
本研究利用中红外泵浦-近红外探测反射光谱,在一维有机Mott绝缘体ET-F2TCNQ中成功观测到激子Floquet态的瞬态反射率变化,证实了激子一阶Floquet边带的形成及其对激子态宽度的依赖性。
2024-07-25 cond-mat.str-el physics.optics
Excitonic quasiparticles in a spin-orbit Mott insulator
在凝聚态系统中,从大量相互作用的自由度中出现弱耦合粒子,大多数物理性质都是用弱耦合粒子来描述的。例如,朗道准粒子(QP)决定了正常金属的所有电子性质。缺乏对量子点的识别是理解关联电子的无数奇异性质的主要障碍,例如非常规超导性和非费米液体行为。在这里,我们报告的观察复合粒子的莫特绝缘体Sr 2 IrO 4--和激子穿着磁振子-传播的规范特性的QP:有限的QP残留物和寿命长于跳跃的时间尺度。这种电荷中性玻色子激发的动力学反映了在有序自旋背景下类似的单空穴传播的基本过程,其中从未观察到定义良好的QP。激子的线宽窄得多,揭示了相同的内在动力学,是模糊的空穴,是密切相关的高温超导机制。
2014-08-04 cond-mat.str-el
Optical signatures of charge order in a Mott-Wigner state
在二维半导体中,巡游电子的基本光激发是吸引和排斥极化子--被电子动态屏蔽的激子。激子-极化子一直是在自旋不变的简并费米系统中研究的。在这里,我们表明,电子电荷顺序打破激子平移不变性,并导致激子极化子光谱中的直接光学签名。具体来说,我们证明了新的光学共振出现由于激子和电子之间的空间调制的相互作用在不可压缩的莫特状态。我们的观察表明,共振光谱学提供了一个宝贵的工具,用于研究强相关的状态,如维格纳晶体和密度波,其中激子-电子相互作用被修改的新的电子电荷或自旋顺序的出现。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton Proliferation and Fate of the Topological Mott Insulator in a Twisted Bilayer Graphene Lattice Model
在强耦合极限下,在3/4填充的扭曲双层石墨烯(TBG)实空间有效模型中发现了具有自发时间反演对称性破缺和非零Chern数的拓扑莫特绝缘体(TMI).然而,这种TMI状态的有限温度特性仍然是虚幻的。在本工作中,我们采用最先进的热张量网络和微扰场论方法,得到了有限$T$相图和TBG模型的动力学性质。相图包括在低$T$的量子反常霍尔和电荷密度波相位,以及将它们与高$T$对称相位分离的伊辛跃迁。由于激子-粒子空穴束缚态-的扩散,跃迁发生在比平均场估计显著降低的温度下。激子相伴随着独特的实验签名,如电荷压缩和光电导接近过渡。我们的工作解释了扩散激子的多电子态拓扑结构的涂抹,并打开了途径,在TBG和其他量子莫尔系统的有限温度状态的控制多体调查。
2022-05-25 cond-mat.str-el
Influence of spin and orbital fluctuations on Mott-Hubbard exciton dynamics in LaVO${}_{3}$ Thin Films
最近的光学电导率测量揭示了某些莫特绝缘体中存在哈伯德激子。鉴于这些结果,重要的是重新审视这些材料的动力学,以解释激子相关性。利用超快光泵浦探测光谱研究了钙钛矿型${}_{3}$薄膜的时间分辨激发和弛豫动力学随温度的变化。LaVO ${}_{3}$在大致相同的临界温度$T_C\cong 140\ K$下经历一系列相变,包括二级磁性相变(PM $\xrightarrow{}$ AFM)和一级结构相变,伴随有\textit{C}型自旋序(SO)和\textit{G}型轨道序(OO)。在1.6 eV的超快光学泵浦探测光谱监测的哈伯德激子共振,作为一个敏感的报告自旋和轨道波动动力学的光谱权重的变化。我们观察到显着放缓的自旋,和轨道动力学附近的$T_C\cong 140$ K,让人想起一个二阶相变,尽管(弱)一阶性质的过渡。我们强调,由于它是光谱重量的变化,探测,测得的动态是不反映传统的激子产生和重组,但有关的哈伯德激子形成的动态中存在的波动的多体环境。
2020-09-21 cond-mat.str-el
Biexciton in one-dimensional Mott insulators
莫特绝缘体在光照射后,其电子态有时会发生剧烈的变化,如光诱导莫特绝缘体-金属转变所示。在莫特绝缘体的光激发态中,电子波函数比在基态中更离域,并且长程库仑相互作用在电荷动力学中起重要作用。然而,它们的影响很难通过实验来区分。在一维莫特绝缘体双(亚乙基二硫代)四硫富瓦烯-二氟四氰基醌二甲烷(ET-F2 TCNQ)中,长程库仑相互作用不仅稳定了激子,束缚态,而且稳定了双激子.通过测量太赫兹电场引起的反射率的变化,我们表明,奇,偶宇称激子分裂从一个doublon-holon连续。此外,由奇宇称激子的共振激发引起的反射率的光谱变化揭示了激子-双激子跃迁出现在激子跃迁峰的正下方。理论模拟表明,长程库仑相互作用超过四个网站是必要的,以稳定的双激子。这些信息对于理解光激发莫特绝缘体的非平衡动力学是不可缺少的。
2019-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Photoemission Signatures of Photoinduced Carriers and Excitons in One-Dimensional Mott Insulators
The University of Tokyo(东京大学);Institute for Materials Research, Tohoku University(东北大学物质材料研究机构);RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所新兴物质科学中心);Trans-Scale Quantum Science Institute, University of Tokyo(东京大学跨尺度量子科学研究所)
研究一维莫特绝缘体中光诱导载流子和激子的光致发射谱特征,发现其与半导体光致发射谱有本质差异,揭示强关联电子系统中磁性和载流子结合性质的信息。
2026-07-20 cond-mat.str-el
Exciton-assisted low-energy magnetic excitations in a photoexcited Mott insulator on a square lattice
正方形晶格上的莫特绝缘体的光激发减弱了时间分辨共振非弹性X射线散射和时间分辨拉曼散射中分别观察到的单磁振子和双磁振子激发的强度。然而,磁振子下方低能区的光谱变化还没有被清楚地理解。为了揭示莫特绝缘体光生低能磁激发的本质,我们数值研究了正方晶格上光激发半填充哈伯德模型的瞬态磁动力学.在关闭一个吸收边调谐的泵浦脉冲后,新的磁信号明显地出现在单磁振子和双磁振子激发中的磁振子能量之下。我们发现,低能量激发主要是通过激子态的吸收边。这些激子辅助的磁激发可以提供一个可能的解释在最近的时间分辨的两个磁振子拉曼散射实验绝缘YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6.1}$的低能谱权重。
2023-03-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Giant enhancement of exciton diffusion near an electronic Mott insulator
本研究在低温超低密度下测量H型堆叠WSe$_2$/WS$_3$异质双层中的层间激子扩散,发现在接近莫特绝缘体相的电荷掺杂下激子扩散增强三个数量级,该现象归因于导带电荷序抑制莫尔势导致的移动价带空穴非独占复合,为通过激子扩散表征关联电子态提供了新途径。
2025-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tracking the local order parameter through the Hubbard exciton decoherence time in the Mott-Hubbard insulator LaVO3
Università Cattolica del Sacro Cuore(天主教撒克心脏大学);ILAMP (Interdisciplinary Laboratories for Advanced Materials Physics), Università Cattolica del Sacro Cuore(先进材料物理跨学科实验室,天主教撒克心脏大学);KU Leuven(荷语鲁汶大学);CNR-INO (National Institute of Optics)(国家光学研究所);University of Brescia(布雷西亚大学);International School for Advanced Studies (SISSA)(高等高级研究国际学院);CNR-IOM (Istituto Officina dei Materiali)(材料工坊研究所);Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano(米兰大学物理系);Laboratory of Atomic and Solid State Physics, Cornell University(康奈尔大学原子与固态物理实验室)
结合超快光泵浦-探测光谱和二维电子光谱,研究LaVO3中局域自旋和轨道序参量涨落与高能电子-空穴激发寿命的相互作用,证明泵浦诱导的序参量扰动改变Hubbard激子退相干时间,从而改变其均匀线宽,并得到动力学平均场理论验证,展示了多维超快光谱追踪序参量动力学的潜力。
2026-03-21 cond-mat.str-el
Density-matrix renormalization group study of optical conductivity of the Mott insulator for two-dimensional clusters
莫特绝缘体的光学电导率的实部$\text{Re}σ(ω)$具有关于自旋和电荷自由度如何彼此相互作用的大量信息。利用含时密度矩阵重整化群,研究了二维正方晶格上半填充哈伯德模型的$\text{Re}σ(ω)$.我们发现不仅对于二维正方晶格,而且对于两个和四个腿梯,在$\text{Re}σ(ω)$的Mott-间隙边缘处有激子峰。然而,对于正方形晶格,我们没有清楚地发现激子峰和连续带之间的间隙,这表明束缚态没有很好地定义。$\text{Re}σ(ω)$中激子峰的出现意味着自旋极化子的形成。检查现场库仑相互作用和次近邻跳跃的$\text{Re}σ(ω)$的依赖性,我们确认,激子峰产生的磁效应。由于激子峰的光谱宽度非常窄,因此预期由于电子-声子相互作用引起的电子散射容易抑制激子峰。通过模拟La $_{2}$ CuO $_{4}$和Nd $_{2}$ CuO $_{4}$中存在的电子-声子耦合,在$\text{Re}σ(ω)$中引入大的加宽,我们得到了与实验相当的$\text{Re}σ(ω)$。
2021-11-20 cond-mat.str-el
Magnetic couplings, optical spectra, and spin-orbit exciton in 5d electron Mott insulator Sr2IrO4
基于包含强自旋轨道耦合、在位库仑和Hund相互作用以及晶场效应的微观模型,我们研究了Sr 2 IrO 4的磁性和光学性质。考虑到所有可能的中间态多重态产生的虚拟跳跃的电子,我们计算各向同性海森堡,pseudodipolar,和Dzyaloshinsky-Moriya耦合常数,这很好地描述了实验。我们还用精确对角化方法计算了小团簇的光学电导率σ(ω),在\sim 0.5和\sim 1.0 eV处得到了与实验一致的两个峰。σ(ω)的双峰结构源于最近用共振X射线散射在Sr_2IrO_4中观察到的Jeff = 1/2带的电子-空穴连续谱与晶内自旋-轨道激子之间不寻常的Fano型重叠。
2012-09-18 cond-mat.str-el
Observation of excitons bound by antiferromagnetic correlations
本文利用时间分辨太赫兹光谱在两种莫特反铁磁体中观测到仅在短程反铁磁关联出现后才存在的激子,证明其由自旋关联束缚形成,并展现出对屏蔽效应的独特鲁棒性,为通过磁自由度调控激子开辟了新途径。
2025-05-08 cond-mat.str-el
Signatures of collective photon emission and ferroelectric ordering of excitons near their Mott insulating state in a WSe$_2$/WS$_2$ heterobilayer
本研究在WSe2/WS2异质双层中观测到激子莫特绝缘态附近的集体光子发射加速,归因于激子间强偶极相互作用驱动的面内铁电有序相,为莫尔量子材料提供了新探针。
2025-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Nonequilibrium optical response of a one-dimensional Mott insulator
利用含时密度矩阵重整化群方法,定义、计算和分析了一维扩展哈伯德模型在半填充状态下,在抽运脉冲作用下的非平衡微分电导率.莫特绝缘体的熔化伴随着局部磁矩的抑制和随后的双光子-holon对的光生。微分光学电导率揭示了$(i)$中间带隙态与宇称禁戒光学态相关,以及$(ii)$强的激子共振和吸收带的重正化和杂化,产生Fano共振。我们提供的证据,并解释这样的共振作为一个签名的非平衡光学激发类似激子弦,(双)激子,和未绑定的doublon-holon对,取决于站点间库仑排斥的大小。我们讨论了我们的结果的背景下,泵浦和探测光谱实验有机莫特绝缘体。
2021-08-18 cond-mat.str-el
Ultrafast charge recombination in photoexcited Mott-Hubbard insulator
我们提出了一个计算的基础上的未掺杂的铜氧化物相关的二维模型的激发的holon-doublon对的复合率表明,快的过程,在Pump-probe实验中观察到的Mott-Hubbard绝缘体在皮秒范围内,甚至可以定量地解释与多磁振子发射。前提条件是存在的Mott-Hubbard束缚激子的s型。我们发现,它的衰减是指数依赖于Mott-Hubbard间隙和磁振子的能量,与一个小的前因子,可以追溯到强关联,从而大激子-磁振子耦合。
2012-11-14 cond-mat.str-el
Moiré superlattice in a MoSe$_2$/hBN/MoSe$_2$ heterostructure: from coherent coupling of inter- and intra-layer excitons to correlated Mott-like states of electrons
二维材料及其异质结构是研究激子的关联电子态和多体物理的一个很有前途的平台。在这里,我们提出的实验,团结这些迄今为止单独的努力,并显示如何激子,动态屏蔽巡回电子,形成激子极化子,可用作光谱工具,研究相互作用引起的不可压缩态的电子。我们研究的MoSe $_2$ /hBN/MoSe $_2$异质结构显示出长周期莫尔超晶格,这可以通过相干空穴隧穿介导避免层内激子与三个层间激子共振之间的交叉来证明,其中三个层间激子共振由$\sim$ 3 meV分离。对于对应于最低莫尔条纹子带的半填充的电子密度,我们观察到强的层顺磁性,其表现为在施加小的垂直电场时,所有$\sim$ 1500个电子从一个MoSe $_2$层突然转移到另一个层。值得注意的是,在每个MoSe $_2$层的半填充处的电子状态对于通过所施加的电场的电荷重新分布是弹性的,证明了电子的不可压缩的Mott状状态。我们的实验表明,光学光谱学提供了一个强有力的工具,调查强关联电子物理在散装和铺平道路,调查玻色费米混合的简并电子和偶极激子。
2019-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Excitonic enhancement of cavity-mediated interactions in a two-band Hubbard model
本文研究光学腔耦合的双带Hubbard模型中腔介导相互作用的激子增强效应,发现激子跃迁可显著增强相互作用并展宽倒空间分布,影响驱动-耗散稳态。
2024-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Exciton doublet in the Mott-Hubbard LiCuVO$_4$ insulator identified by spectral ellipsometry
用椭圆偏振光谱法研究了LiCuVO $_{4}$(一种由共边CuO $_4$链组成的化合物)在(7-300)K的光谱范围(0.75 - 6.5)eV内的介电函数。对于沿链的光子极化,数据显示了一个弱的,但很好地解决了双峰结构中心在2.15和2.95 eV,其光谱权重是强烈增强冷却后的磁有序温度附近。我们确定这些功能作为一个激子双峰的莫特-哈伯德间隙出现的结果,最近的和下一个最近的邻居网站上的电子之间的库仑相互作用沿链。我们的研究结果和方法可以用来解决的作用,长程库仑排斥与掺杂氧化铜链和平面的化合物。
2009-09-28 cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnetic Exciton Mediated Superconductivity in the Hidden-Order Phase of URu2Si2
我们提出了磁激子介导的超导电性发生在神秘的隐藏顺序相的URu2Si2。反铁十六极有序模型很好地再现了只在隐序相中观察到的大量集体激发的特征,并将其作为色散晶体电场激发的痕迹。高压反铁磁相超导性的消失,自然可以理解为磁激子强度的突然抑制。的磁激子模式的动量依赖性的分析,导致在Eg对称性的奇异手征d波单重配对。的伊辛样的磁场响应的模式产生的强各向异性观察到的上临界场,即使对于相当各向同性的3维费米表面的这种化合物。
2011-09-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exciton Mediated Superconductivity in PrOs4Sb12
奇异超导体PrOs 4Sb 12最重要的特征是存在有限能隙的低激发态(激子),在4.5 T以上表现为磁场诱导的有序。我们着重研究了a_u导带,它与Pr 4f^2态强烈杂化,并与激子耦合。它导致传导电子之间的吸引相互作用。超导序参量的对称性由激子的色散关系决定。对于体心立方系统PrOs 4Sb 12,d波态[kxky + omegakz + omega^2kzkx,omega^2kz =exp(pmi 2 pi/3)]被时间反演对称性破缺所稳定.
2005-11-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exciton Mediated Triplet Superconductivity in Th System PrOs4Sb12
在PrOs4Sb12中,处于Pr 4f^2构型的最低单重态和三重态与具有局部a_u和t_u点群对称性的传导电子杂化。结果表明,对于三重吸引对相互作用,t_u分量的轨道自由度是重要的。此外,方钴矿的Th点群对称特性对稳定三重态超导性起着重要作用。
2005-11-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity mediated by exciton density wave fluctuations
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学)
研究通过双层半导体异质结构探索由激子密度波波动介导的非常规超导性,并分析其实验特征。
2026-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microcavity exciton-polariton mediated Raman scattering: Experiments and theory
本文研究了在光与物质强耦合条件下,II-VI型半导体微腔中光学声子的共振拉曼散射强度。两组不同的独立实验进行了近出射共振与中间极化激元(MP)分支的腔。在第一种情况下,斯托克斯位移光子与MP保持精确共振,改变极化激元的光子或激子特性。在第二种方法中,只改变入射光的波长,并研究了当系统被调谐出共振条件时非弹性散射强度的共振轮廓。以一些矩阵元素作为自由参数,这两个独立的实验定量描述的模型,其中包括激子和光子的寿命效应,和腔光子的耦合到电子-空穴连续。该模型是使用格林函数的方法来解决的激子-光子耦合非微扰。
2009-10-17 cond-mat.str-el
Localized states in the Mott insulator κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Cl as probed by photoluminescence
本文比较了低温莫特绝缘体\etcl(T_{MIT} =40 K)与金属κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Br(T_c=11.8 K以下)在300 ~ 20 K温度范围内的光致发光谱。在κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Cl的Mott绝缘态中,我们观察到一个位于1.95eV的发光带,这是由HOMO-LUMO光激发产生的激子的复合引起的。这种发光在高温坏金属态κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Cl和金属态κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Br中都被猝灭。对激子发光的观察为莫特绝缘态中激子的局域性提供了证据。
2013-09-14 cond-mat.str-el
Evidence of phonon mediated coupling between charge transfer and ligand field excitons in Sr$_2$CuO$_2$Cl$_2$
本文对强关联材料Sr $_2$ CuO $_2$ Cl $_2$的二维电荷转移能隙进行了实验和理论的比较研究。我们观察到的Urbach行为的吸收曲线在一个令人惊讶的宽范围的能量和温度。我们提出了一个模型,占声子散射到无限的顺序,这使我们能够准确地解释数据,通过假设耦合的电荷转移间隙激子的能量较低的电子激发。
2001-03-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exciton dissociation mediated by phonons in organic photovoltaics
本研究证明声子能过屏蔽裸电子-空穴吸引力使其在短距离变为排斥,从而驱动激子解离,该机制对有机太阳能电池材料物理机制有重要影响,可为优化效率提供新策略。
2023-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Doping-Induced Ferromagnetism and Possible Triplet Pairing in d4 Mott Insulators
我们研究了电子掺杂对含d^4离子的莫特绝缘体的影响,这些离子包括Ru 4+、Os 4+、Rh 5+和Ir 5+,它们具有J=0的单重态基态.根据自旋-轨道耦合的强度,未掺杂的系统要么是非磁性的,要么具有不寻常的激子磁性,这种磁性是由t_2g的J=1激发三重态的凝聚产生的^[4]。我们发现,J-激子和掺杂载流子之间的相互作用强烈支持铁磁性,转换成铁磁金属的母绝缘体的反铁磁和反铁磁相,并进一步到一个反铁磁金属。接近铁磁相,低能量的自旋响应是由强烈的顺磁激发,可能作为调解人的三重配对。
2016-01-10 cond-mat.str-el
Mott-Hubbard exciton in the optical conductivity of YTiO3 and SmTiO3
本研究在YTiO₃和SmTiO₃莫特-哈伯德绝缘体中观测到哈伯德激子对应的光激发峰,揭示了多轨道多重态结构与磁、轨道关联对光激发的影响,明确谱权重温度变化源于轨道占据改变。
2008-05-20 cond-mat.str-el
Phases of Mott-Hubbard bilayers
给出了两个Mott-Hubbard平面在短程库仑排斥作用下相互作用的相图。考虑到等量的掺杂的情况下,空穴在一个层中的电子在其他的,一个holon-doublon层间激子的形成被证明是一个自然的结果库仑吸引。在临界掺杂$δ_c$以下,由于激子的形成,准粒子谱是带隙的和不相干的。自旋液体绝缘体(SLI)相,从而实现没有晶格挫折。临界值$δ_{c}$敏感地取决于层间相互作用强度。在$tJ$模型中,每一层都有d波配对,$δ_{c}$标志着SLI和d波超导体之间的交叉。SLI相,尽管是非超导和电荷间隙,仍然显示出类似于超流体的电磁响应,由于激子输运。在$tJ$模型中包括反铁磁有序引入了低掺杂的磁有序相,并将自旋液相推向更大的层间相互作用强度和更高的掺杂浓度。
2006-05-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con