Excitons and Optical Response in Excitonic Insulator Candidate TiSe$_2$
Centre for Advanced Laser Techniques, Institute of Physics(先进激光技术中心,物理研究所);Donostia International Physics Center (DIPC)(圣塞巴斯蒂安国际物理中心)
研究通过ab-initio计算揭示TiSe₂中激子模式与CDW相形成的关系,发现EI机制并非主要驱动力,但近相变温度区域可能存在EI波动。
2026-02-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Persistence of charge ordering instability to Coulomb engineering in the excitonic insulator candidate TiSe$_2$
University of St Andrews(圣安德鲁斯大学);Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);Universität Hamburg(汉堡大学);STFC Central Laser Facility, Research Complex at Harwell(STFC 哈韦尔研究综合体中央激光设施);Bremen Center for Computational Materials Science(不来梅计算材料科学中心)
通过介电屏蔽调控,研究发现TiSe₂的激发子能隙重新归一化,但其电子结构不受温度影响,表明激发子并非驱动CDW相变的必要因素。
2025-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
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
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
Predicting Excitonic Gaps of Semiconducting Single Walled Carbon Nanotubes From a Field Theoretic Analysis
我们证明了一个非微扰框架的基础上的场论减少单壁碳纳米管的激发治疗是能够准确地描述实验观测的激子能量的绝对值。这个理论框架产生了一个简单的标度函数,从中可以读出激子能量。这个比例函数主要由一个单一的参数,管的电荷Luttinger参数,这又是管的手征性,介电环境,和管的尺寸的函数,从而表示不同的影响激子能量在一个统一的方式。我们在NanoLetters 5,2314(2005)和Phys.Rev.B中报告的数据上明确测试了这一理论。82,195424(2010),并且因此证明该方法在宽范围的报道的激子光谱上起作用。
2014-03-11 cond-mat.str-el
Excitonic Phase Diagram of the Three-Chain Hubbard Model for Semiconducting and Semimetallic Ta$_2$NiSe$_5$
基于准一维三维哈伯德模型,研究了具有两个导带($c$)和一个价带($f$)的过渡金属硫族化合物$_2$ NiSePDMATHABMN的激子绝缘体材料.在两个$c$带中只有一个带和$f$带与费米能级交叉的半金属情况下,从$c$ - $f$补偿半金属到均匀激子绝缘体的跃迁与半导体情况一样在低温下发生。另一方面,当另一个$c$带也穿过费米能级时,系统显示出三种类型的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)激子级,其特征在于具有有限质心动量$q$的激子的凝聚,对应于不平衡的两个$c$和一个$f$费米表面之间的三种类型的嵌套矢量。所获得的FFLO状态是金属的激子绝缘体相比,预计将在高压下观察到半金属Ta $_2$ NiSe $_5$。
2018-03-16 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
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-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
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
Unveiling the Semimetallic Nature of 1$T$-TiSe$_2$ by Doping its Charge Density Wave
过渡金属二硫属化物1 $T$的半金属或半导体性质在几十年后仍然存在争议,主要是由于其2 $\times$ 2 $\times$ 2电荷密度波(CDW)相在室温下的波动性质。在这封信中,使用角分辨光电子能谱,我们明确地表明,1 $T$ -TiSe $_2$正常状态是半金属的电子-空穴带重叠的$\sim$ 110 meV的探测低能量电子态的扰动CDW相强掺杂的碱金属原子。我们的研究不仅结束了一个长期的争论,但也支持的核心作用的费米面驱动的CDW和超导不稳定性1 $T$ -TiSe $_2$。
2019-11-14 cond-mat.mtrl-sci 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
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
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
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
Excitonic Bound State in the Extended Anderson Model with c-f Coulomb Interaction
在半导体相研究了局域电子与传导电子库仑相互作用的Anderson模型。从原子极限的微扰理论的基础上,C-F库仑相互作用的领先贡献被纳入作为一个顶点校正杂交。解析解表明,在中间态的有效吸引力导致一个束缚态局域在本地电子网站。自洽方程被构造为非交叉近似(NCA)的扩展,包括产生束缚态的顶点部分。数值计算表明,半导体间隙内的激子束缚态的单粒子激发,和磁激发间隙边缘的不连续性。
2007-02-07 cond-mat.str-el
Semimetal-to-semiconductor transition and charge-density-wave melting in $1T$-TiSe$_{2-x}$S$_x$ single crystals
过渡金属二硫属化物$1T$-TiSe $_2$是一种准二维层状材料,在临界温度T $_{c}\approx 200$ K下具有朝向相称电荷密度波(CDW)的相变。CDW不稳定性的起源与正常态的半金属或半导体性质之间的关系,即,与非重建费米表面拓扑,仍然难以捉摸。结合角分辨光电子能谱(ARPES)、扫描隧道显微镜(STM)和密度泛函理论(DFT)计算,我们研究了$1T$ -TiSe $_{2-x}$ S $_x$单晶.使用STM,我们首先表明,长程相位相干CDW状态是稳定的,对浓度至少高达$x=0.34$的S取代。然后,ARPES测量揭示了一个缓慢的,但连续的减少之间的重叠的电子和空穴($e$ - $h$)带的半金属正常状态以及再现的DFT和相关的CDW序参数和$T_c$的轻微减少。我们的DFT计算进一步预测在较高的临界S浓度$x_c$ =0.9 $\pm$ 0.1,这与STM测量的TiSeS中的熔融CDW状态相一致的正常状态的半金属到半导体的转变。最后,我们合理化的$x$ -依赖的$e$ - $h$带重叠的等价取代引起的竞争化学压力和电荷本地化效应。我们的研究强调了$e$-$h$带重叠对CDW不稳定性的关键作用.
2018-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic field control of the excitonic transition in Ta$_2$NiSe$_5$
Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa(比萨大学物理系)
通过磁场控制Ta₂NiSe₅中的激子相变,揭示了磁场对量子材料中竞争相的调控机制。
2026-01-30 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
Emergence of Fermi pockets in an excitonic CDW melted novel superconductor
最近,在CDW有序三角晶格TiSe $_2$中成功掺杂铜后,观察到超导(SC)态(Tc ~ 4.2K)。使用高分辨率的光电子能谱,我们确定,第一次,形成费米海的母超导体的掺杂电子的动量空间位置。随着掺杂,我们发现,运动嵌套体积增加,而CDW顺序的相干性急剧下降。在超导掺杂中,我们观察到在布里渊区的\textit{L}点附近出现了一个窄的电子口袋,它具有类似\textit{d}的特征。的\textit{k} -空间电子分布突出了非常规的相互作用的CDW SC交叉实现通过非磁性铜掺杂。
2006-11-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ultrafast terahertz probes of interacting dark excitons in chirality-specific semiconducting single-walled carbon nanotubes
超快太赫兹光谱通过内部直接偶极允许的最低暗-亮对状态$\sim$ 6 meV之间的跃迁访问共振激发(6,5)SWNT中的{\em暗}激子基态。一个分析模型再现的响应,使瞬态密度的暗激子和{\em e-h}等离子体,振子强度,跃迁能量重整化和动力学的定量分析。%激发诱导重整化。非平衡的,但稳定的,准一维量子态与暗激子相关迅速出现,即使增加非共振光激发,并经历一个独特的交叉复杂的相空间填充%的复杂分布之间的暗和亮对状态,不同的致密的2D/3D激子的影响的热化,冷却和电离的自由载流子。
2015-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interlayer excitonic insulator in two-dimensional double-layer semiconductor junctions: An explicitly solvable model
激子绝缘体既不传导电子也不传导空穴,而是束缚电子-空穴对,激子。不幸的是,不可能在单个半导体层内独立地注入和检测电子和空穴电流。然而,层间激子绝缘体提供电子和空穴的空间分离,使得能够进行激子电流测量。问题是空间分离削弱了电子-空穴配对,并可能导致层间激子解离。在这里,我们开发了一个明确的可解模型,以确定层间分离,是足够强大的,以防止电子和空穴跨越层跳跃,但仍然允许电子-空穴配对足以过渡到层间激子绝缘体状态。实现这种状态的理想结将包括由具有低介电常数的宽隙电介质层分隔的一对相同的窄隙二维半导体。本研究通过考虑层间相干效应来量化这种结的参数。
2022-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optical Excitations of Flat Bands Induced by Exciton Condensation in Ta$_2$Pd$_3$Te$_{5}$
通过变温偏振光学光谱,在Ta$_2$Pd$_3$Te$_5$中观察到金属-绝缘体转变及尖锐吸收峰,提供了激子凝聚驱动超平带激子激发的清晰光学证据。
2025-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlation effects for semiconducting single wall carbon nanotube: a density matrix renormalization group study
本文报道了密度矩阵重整化群(DMRG)方法对圆柱形单壁碳纳米管(SWCN)关联效应的适用性。将DMRG方法应用于$t$ + $U$ + $V$模型,$t$和$V$分别为最近邻点间的跳跃能和库仑能,$U$为现场库仑能,计算了具有手征数($n_{1}=3, n_{2}=2$)的SWCN的相图,反映了相关能$U$和$V$之间的竞争.在合理的参数范围内,我们调查可能的相关基态,最低的激发和相应的关联函数,其中与激子绝缘体的连接是特别解决。
2006-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Flat-Bands-Enabled Triplet Excitonic Insulator in a Di-atomic Kagome Lattice
激子绝缘体(EI)态是一种强关联的多体基态,由激子形成的能带结构的不稳定性引起。基于密度泛函理论(DFT)结合多体GW和Bethe-Salpeter方程(BSE)的计算,我们发现半导体双原子Kagome晶格的平坦价带和导带(如超原子石墨烯晶格)可能共同形成一个有趣的三重态EI态.我们的研究结果表明,大量的载流子在平坦的带与高度本地化的电子和空穴波函数显着降低屏蔽和增强交换相互作用,导致异常大的三重态激子结合能(~1.1 eV)超过GW带隙的~0.2 eV和大的单重态-三重态分裂~0.4 eV。我们的研究结果再次丰富了有趣的物理平带和扩展EI材料的范围。
2021-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spectral properties of excitons in the bilayer graphene
本文研究了具有局域激子对相互作用的双层石墨烯的光谱性质。我们考虑了广义哈伯德模型,它包括层内和层间库仑相互作用参数。激子能隙参数的解用于计算双层石墨烯中的电子能带结构、单粒子光谱函数、杂化能隙和激子相干长度。结果表明,局域层间库仑相互作用是导致双层系统中半金属-半导体相变的主要原因,并计算了临界相互作用值以上的能带结构中的杂化带隙.激子带隙的形成被报道为阈值过程和动量分布函数已被数值计算。我们表明,在弱耦合限制的系统是由Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)的配对状态。相反,在强耦合极限的激子凝聚态出现在半导体相,通过形成狄拉克的口袋中的倒易空间。
2017-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ultrafast charge carrier and exciton dynamics in an excitonic insulator probed by time-resolved photoemission spectroscopy
预期激子绝缘体相由半导体中电子-空穴对(激子)的自发形成而产生,其中激子结合能超过电子带隙的尺寸。在低温下,这些基态激子通过以比价带顶部的电子更低的能量凝聚来稳定新相,从而加宽电子带隙。在激子绝缘体系统中探索多玻色子现象的设想机会引发了关于如何通过实验证明基态激子的非常活跃的辩论。在这里,我们采用了非平衡的方法来光谱解开的激子凝聚体的光致动力学的价带电子的englands签名。通过时间和角度分辨的光电子能谱的占用和未占用的电子状态,我们遵循的互补动力学的导带和价带电子在光激发的低温相的Ta 2 NiSe 5,迄今为止最有前途的单晶候选人进行超导体到激子绝缘体相变。发现光激发的传导电子在小于1 ps内弛豫。它们的弛豫时间与它们的过剩能量成反比,我们将这种依赖归因于库仑相互作用的减少屏蔽和Ta 2NiSe 5的低维。在导带空了很长时间(> 10 ps)之后,费米能以下的光电发射强度还没有完全恢复到平衡值。值得注意的是,这种表面上的载流子不平衡不能简单地通过半导体带隙中的光激发电子和空穴的弛豫来合理化。[...]
2022-09-01 cond-mat.other cond-mat.str-el
Exciton-Driven Renormalization of Quasiparticle Band Structure in Monolayer MoS2
光学激发作为一种强有力的方法来控制层状范德华材料的电子结构,通过多体屏蔽效应,由光激发的自由载流子诱导,或通过光驱动的相干性,如光学斯塔克和布洛赫-西格特效应。虽然理论工作也指出了一种通过束缚电子-空穴对(激子)中的激子相关性使能带结构重整化的奇特机制,但这种激子驱动的能带重整化及其全部意义的实验观察仍然缺乏,这主要是由于光学探针的限制和屏蔽效应的影响。在这里,通过使用极紫外时间分辨角分辨光电子能谱与激子多体理论计算一起,我们直接揭开了单层半导体中激子关联驱动的能带重整化效应。我们发现了一个令人惊讶的带隙开放,增加了40毫电子伏,并同时增强带的有效质量。我们的研究结果揭示了光激发半导体材料中带工程的新颖激子驱动机制,开辟了一个新的操场,通过光学控制激子多体关联来操纵层状量子材料中的瞬态能态。
2022-05-12 cond-mat.mtrl-sci 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
Unveiling Excitonic Insulator Signatures in Ta$_\mathrm{2}$NiSe$_\mathrm{5}$
通过X射线衍射和NEXAFS研究,发现Ta$_\mathrm{2}$NiSe$_\mathrm{5}$存在二级结构相变,增强轨道杂化,支持其激子绝缘体特征。
2025-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el