Bose condensation of direct excitons in an off-resonant cavity at elevated temperatures
我们提出了一种增加二维直接激子寿命的方法,并展示了在高温下观察其宏观相干态的可能性。对于单GaAs量子阱嵌入亚波长周期的光子层状异质结构,我们预测激子辐射衰减将被强烈抑制。利用量子流体动力学方法研究了中等密度有限激子系统中的Berezinskiii-Kosterlitz-numerless交叉。低于估计的临界温度,急剧增长的相关长度被证明是伴随着许多倍的光致发光强度的增加。
2018-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Quantum signature of exciton condensation
激子凝聚是近年来在石墨烯双电层中发现的一种激子的玻色-爱因斯坦凝聚。我们表明,一个通用的量子签名激子凝聚可以用来标识和量化激子凝聚在分子系统中的两个电子约化密度矩阵的直接计算。并五苯和并六苯EDLs的粒子-空穴约化密度矩阵中计算的大本征值揭示了凝聚的开始,表明在较小尺度的分子EDLs中激子凝聚的潜力。
2018-07-24 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Spontaneous condensation of exciton polaritons in the single-shot regime
半导体微腔中激子极化激元的玻色-爱因斯坦凝聚体是一种宏观布居的相干量子态,同时受到泵浦和衰变的影响。关于这个开放量子系统中凝聚相的基本性质的争论仍然存在。在这里,我们获得了一个新的见解自发凝聚过程中成像长寿命激子极化激元在一个高品质的无机微腔中的单次激发制度,而不平均多个冷凝实现。在这种高度非平稳的制度,冷凝物的强烈影响的“热”不连贯的水库,水库枯竭是至关重要的过渡到地面的能量和动量状态。由更多的光子激子极化激元形成的凝聚体表现出显著的光子激元诱导的密度涨落和一次一次的涨落。相比之下,更多激子准粒子的凝聚体显示平滑的密度,并且是二阶相干的。我们的观察表明,单次测量提供了一个独特的机会来研究宏观相位相干的形成过程中的量子相变在固态系统。
2017-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Exciton condensation in quantum wells. Excitonic hydrodynamics. Autosolitons
在考虑激子凝聚相形成的可能性、抽运的存在、激子寿命的有限值、缺陷对激子的散射等因素的情况下,得到了双量子阱中间接激子的流体力学方程,并得到了激子密度的亮自孤子和暗自孤子形式的新的解.本地化和自由激子状态的作用进行了分析,在形成的发射光谱。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall
Coherence and Optical Emission from Bilayer Exciton Condensates
本文综述了两类双层结构(耦合量子阱)中激子的玻色-爱因斯坦凝聚实验,着重介绍了基本效应。玻色-爱因斯坦凝聚意味着存在宏观相干性,也被称为非对角长程序,并提出了测试和过去的索赔在这些激子系统的相干性进行了讨论。
2010-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Exciton condensation in quantum wells. Exciton hydrodynamics. The effect of localized states
本文研究了双量子阱中间接激子的流体动力学方程,考虑了激子凝聚相形成的可能性,泵浦的存在,激子寿命的有限值,缺陷对激子的散射。发现了周期性激子密度分布的阈值泵浦出现,分析了局域激子态和自由激子态在形成发射谱中的作用。
2014-12-04 cond-mat.mes-hall
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
The Influence of Remote Bands on Exciton Condensation in Double-Layer Graphene
我们研究了由两个平行的石墨烯层组成的系统中的激子凝聚的趋势与可忽略的层间隧道的远程带的影响。我们发现,远程频段可以发挥至关重要的支持作用,特别是在低载流子密度,并评论在尝试定量估计冷凝温度出现的一些挑战。
2011-07-22 cond-mat.mes-hall
Effective interaction and condensation of dipolaritons in coupled quantum wells
偶极化激元是在耦合量子阱微腔中形成的光子、直接激子和间接激子的三向叠加。与激子-极化激元的情况一样,偶极化激元由于底层电子和空穴的直接和交换效应而具有自相互作用。在这里,我们提出了一个理论描述的偶极化激元,并推导出简单的公式,其基本参数。特别是,我们推导出有效的偶极化激元偶极化激元相互作用考虑到激子之间的交换效应。我们得到一个简单的关系来描述在低密度的有效相互作用。我们发现,偶极激元应凝聚在适当的条件下,所描述的耗散Gross-Pitaevskii方程。虽然冷凝的参数是有前途的,我们发现,相互作用的可调性水平是有限的。
2014-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Photonic Crystal Architecture for Room Temperature Equilibrium Bose-Einstein Condensation of Exciton-Polaritons
我们描述了光子晶体微腔,它具有很强的光与物质相互作用,可以实现室温、平衡、激子-极化子玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)。这是通过在光子带隙(PBG)中的强光捕获和由具有中等介电常数的多量子阱(QW)结构实现的大激子密度之间的仔细平衡来实现的。这使得能够形成长寿命的、致密的10~ $μ$ m - 1~cm尺度的激子-极化激元云,其真空拉比分裂(VRS)约为裸激子复合能量的7%。介绍了一种由Cd $_{0.6}$ Mg $_{0.4}$ Te组成的木堆光子晶体,其三维光子带隙为9.2%(带隙与中心频率之比),可将平面导光场强聚焦在腔中的CdTe量子阱上.对于势垒宽度为5 nm的3 nm量子阱,激子-光子耦合可以大到$\hbar\Ome=$ 55 meV(即,真空拉比分裂$2\hbar\Ome=$ 110~meV)。激子复合能为1.65eV,对应于750 nm的光波长.对于嵌在腔中的$N=$ 106量子阱,每个量子阱的集体激子-光子耦合$\hbar\Ome/\sqrt{N}=5.4$ ~meV,远大于CdTe Fabry-Pérot微腔的3.3~meV的最新值。最大BEC温度受较低极化激元分支的色散最小值的深度限制,在该深度上极化激元具有小的有效质量$\sim 10^{-5}m_0$,其中$m_0$是真空中的电子质量。通过使裸激子复合能量在平面引导光学模式上方失谐,实现更大的色散深度,从而实…
2015-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Excitonic gap formation and condensation in the bilayer graphene structure
我们研究了半填充时Bernal堆叠双层石墨烯(BLG)结构中激子能隙的形成。考虑层间的局部库仑相互作用,计算了激子能隙参数,讨论了层间和层内库仑相互作用以及层间跳跃对激子对形成的影响。特别地,我们预测激子间隙的形成和凝聚的起源,在最远的带间光学跃迁光谱。给出了激子相变的一般图,解释了不同的层间关联区。激子间隙参数的温度依赖性示出和化学势的作用,在BLG中,详细讨论。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall
Bose-Einstein Condensation of Excitons in Bilayer Electron Systems
许多年前,人们就提出了一种理论上的可能性,即在固体中电子的有序状态,其中激子凝聚,但直到最近才被观察到。我们回顾最近的研究半导体双层系统,提供了明确的证据,这种现象,并解释为什么激子凝聚在量子霍尔制度,这些实验进行,是可能发生在电子-电子双层的电子-空穴双层。在目前的量子霍尔激子凝聚,无序诱导流动的涡流,在响应于一个超导和限制极大的双层逆流电导率。
2004-04-05 cond-mat.mes-hall
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。
1999-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Possibility for exciton Bose-Einstein condensation in carbon nanotubes
我们证明了单个小直径(~1-2 nm)半导体碳纳米管中激子玻色-爱因斯坦凝聚的可能性。该效应发生在激子-带间-等离子体激元耦合下,该耦合由垂直于纳米管轴施加的外部静电场控制。它需要的领域~1 V/nm和温度低于100 K,是实验上可以达到的。该效应为一维凝聚态物理的基础理论提供了实验平台,为发展碳纳米管可调谐相干偏振光光源开辟了前景。
2013-10-24 cond-mat.mes-hall
Two-photon pumped exciton-polariton condensation
双光子吸收(TPA)允许访问否则光无法访问的物质的暗态,其作为量子信息处理的重要构建块。在半导体微腔中,TPA驱动的强耦合轻物质激子-极化激元的凝聚可以实现暗态-凝聚相互作用的新的固态量子模拟,并且被预测为激发THz发射。在这里,我们报告的第一个观察到的双光子泵浦极化激元凝聚,证明了角分辨光致发光在GaAs基微腔。TPA是证明在二次发射依赖于泵浦功率低于和高于冷凝阈值,和二次谐波产生被排除了这两个阈值行为,并通过显示不依赖于泵浦光子能量的发射峰值能量。我们的研究结果为新型极化激元源和集体量子态与单个二能级系统的固态相干控制铺平了道路。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Tunable Bose-Einstein condensation and roton-like excitation spectra with dipolar exciton-polaritons in crossed fields
本文发展了交叉场下偶极激子-极化子的多体理论,揭示了极化子与激子凝聚间的可调谐转变,预测了激发谱的旋子-麦克斯特征,并发现伴随光致发光猝灭的关联增强现象。
2023-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
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
Condensation of fractional excitons, non-Abelian states in double-layer quantum Hall systems and Z_4 parafermions
本文研究了利用双层量子态和分数激子凝聚获得非阿贝尔量子态的方法。特别地,我们发现从(330)双层态开始,然后增加层间隧穿强度,我们可以得到单层非阿贝尔态S(330)。我们证明了S(330)态实际上是Z_4的准费米子Read-Rezayi态。我们还计算了S(330)态的边缘激发。
2010-07-13 cond-mat.mes-hall
Bose-Einstein condensation in semiconductors: the key role of dark excitons
激子的非元素玻色子性质控制着半导体中的玻色-爱因斯坦凝聚。复合激子主要通过泡利排斥相互作用;这在亮态和暗态之间产生了戏剧性的耦合。在微腔中,明亮的激子和光子形成极化激元,它们迫使凝聚体线性极化-正如观察到的那样。在散装,他们也迫使线偏振,但暗态,由于带间库仑散射。为了证明这种暗凝聚,我们需要间接的过程,比如它在(亮)激子线上引起的位移。
2007-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Beginnings of Exciton Condensation in Coronene Analog of Graphene Double Layer
激子凝聚,激子到单个量子态的玻色-爱因斯坦凝聚,最近已经在包括石墨烯和范德华异质结构的双层的低维材料中实现。在这里,我们研究计算激子凝聚的开始在一个双层组成的晕苯,七个苯环补丁的石墨烯。作为层间距的函数,我们计算了单个相干量子态中的激子布居,表明在2 μ m附近的距离处,布居峰值约为1.8。可视化显示在冷凝物的分离距离处的层间激子。我们确定的激子人口作为两个晕苯层之间的扭曲角的函数,以揭示幻角在那里的凝聚峰。与以前最近的计算显示一些激子凝聚在并六苯双层和苯堆,本双电子约化密度矩阵计算与晕苯提供计算证据的能力,实现激子凝聚在分子尺度的类似物的扩展系统,如石墨烯双层。
2022-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Magnon-Mediated Indirect Exciton Condensation through Antiferromagnetic Insulators
电子和空穴驻留在绝缘势垒的相对侧并经历吸引库仑相互作用,可以自发地形成称为间接激子凝聚体的相干态。我们研究了一个三层系统中的障碍是一个反铁磁绝缘体。这里的电子和空穴还通过界面耦合与反铁磁振子相互作用。我们表明,通过采用磁未补偿的接口,我们可以设计的磁振子介导的相互作用是吸引力或排斥力的反铁磁绝缘体的厚度由一个单一的原子层。推导出了间接激子凝聚的临界温度$T_c$的解析表达式。在我们的模型中,各向异性被发现是至关重要的实现有限的$T_c$,这增加了在反铁磁体的交换相互作用的强度。对于现实的材料参数,我们估计$T_c$为约7 K,相同的数量级作为目前实验上可实现的激子凝聚的吸引力是完全由于库仑相互作用。预期磁振子介导的相互作用与库仑相互作用协作以用于间接激子的凝聚,从而提供显著增加激子凝聚温度范围的手段。
2019-10-04 cond-mat.mes-hall
Anomalous Exciton-Condensation in Graphene Bilayers
在普通的半导体双层膜中,激子凝聚出现在总朗道能级填充因子$ν_{T}=1$处。我们预测,类似的状态将发生在Bernal堆叠的石墨烯双层在许多非零整数填充因子。对于$ν_{T} = -3,1$,我们发现当层密度不平衡时,激子凝聚体的超流密度为零,并出现有限温度涨落引起的一级各向同性-近晶相变.双层石墨烯激子凝聚体的这些反常性质是由于具有$n=0$和$n=1$轨道特征的Landau能级的简并。
2009-09-08 cond-mat.mes-hall
Comment on "Electron screening and excitonic condensation in double-layer graphene systems"
在费米近似下研究了屏蔽对双层石墨烯凝聚态的影响。我们发现屏蔽对强相互作用体系中的Kosterlitz无温度几乎没有影响。此外,我们预测到凝聚态的相变是一级的。
2008-10-02 cond-mat.mes-hall
Exciton Condensation in Bilayer Quantum Hall Systems
激子的凝聚,在固体中的束缚电子空穴对,成为一个连贯的集体电子状态是在50多年前预测的。也许令人惊讶的是,这种现象首先在半导体双量子阱中由两个紧密平行的二维电子气组成的系统中观察到。在适当的高磁场和低温下,双层电子系统凝聚成类似超导体的状态,只是库珀对被激子取代,激子由一层中的电子与另一层中的空穴结合而成。尽管是电荷中性的,激子在凝聚物中的传输引起了几个壮观的电效应。本文描述了这些现象,并探讨了它们如何告知我们对量子电子物质这一独特阶段的理解。
2013-06-03 cond-mat.mes-hall
Exciton condensation in semiconductor quantum wells in nonuniform electric field
研究了在金属电极上有圆形窗口的情况下,在横向电场作用下半导体双量子阱中激子密度分布的结构现象。结果表明,存在激子凝聚相,激子凝聚相的自由能可用唯象朗道模型描述。对于激子密度的测定,传统的相变理论被用于有限的激子寿命的情况下产生的,存在的泵浦和非均匀性的系统。结果表明,在高激子密度下,出现了不同类型的结构:周期性分布的激子凝聚相岛或凝聚相环。分析了泵浦、窗口尺寸和温度对结构性能的影响。所得结果与实验数据吻合较好。
2007-02-16 cond-mat.mes-hall
Photoemission spectra of massless Dirac fermions on the verge of exciton condensation
角分辨光电子能谱(ARPES)是研究二维层状材料中电子关联的有力工具。在这封信中,我们证明,ARPES可以用来探测激子凝聚在空间上分离的系统中的电子和空穴的门控技术在双层石墨烯或拓扑绝缘体薄膜。
2012-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton-polariton condensation in a natural two dimensional trap
激子-极化激元的玻色-爱因斯坦凝聚最近被报道存在于只受随机面内涨落影响的均匀结构中。利用半导体微腔中普遍存在的缺陷,揭示了量子阱中极化激元的自发动力学凝聚。我们观察凝聚在几个量子化状态,采取他们的快照在真实和倒易空间。我们还显示了粒子相互作用的影响,高职业数,揭示了封闭的波函数的变化对托马斯费米配置文件。
2009-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Excitonic condensation for the surface states of topological insulator bilayers
我们提出了一个通用的拓扑绝缘体双层(TIB)体系,用自洽平均场(SCMF)理论研究激子凝聚。我们发现TIB系统呈现出从Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)极限到玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)极限的交叉行为.此外,通过与传统半导体系统的比较,我们发现本系统BEC相的超流性质对电子空穴密度不平衡更加敏感,BCS相的超流性质更加稳定.将此TIB模型应用于Bi $_{2}$ Se $_{3}$族材料,发现实验中最有可能观察到BEC相。计算了Bi $_{2}$ Se $_{3}$族TIB体系的临界温度为$\mathtt{\sim}100$ K.更有趣的是,我们可以预期这种相对高温激子凝聚,因为我们计算的SCMF临界温度近似等于Kosterlitz-无相变温度。
2012-06-14 cond-mat.mes-hall
Exciton Quasi-Condensation in One Dimensional Systems
准激子凝聚体是以激子(电子-空穴对)序参量的准长程序为特征的相。这样的相位可以在两个平行的相反掺杂的量子线的系统中自然出现,通过排斥库仑相互作用耦合。我们表明,准激子凝聚相可以稳定在一个扩展的参数范围内,在无自旋和自旋系统。对于自旋电子,激子相示出是不同于通常的准长程有序维格纳晶体相,其特征在于幂律密度波相关。这两个阶段可以清楚地区分通过其线间隧穿电流-电压特性。在准激子凝聚相的隧道电导率发散在低温和电压,而在维格纳晶体中,它被强烈抑制。这两个阶段的特点是在低温下的库仑阻力发散。最后,金属碳纳米管被认为是一个特殊的情况下,这样的一维设置,它表明,激子凝聚是有利的,由于额外的谷自由度。
2014-08-12 cond-mat.mes-hall
Room Temperature Exciton-Polariton Condensation in Silicon Metasurfaces Emerging from Bound States in the Continuum
本研究首次在室温下通过有机苝染料激子与硅超构表面长寿命连续域束缚态的强耦合,实现了激子-极化激元凝聚,其凝聚阈值比同类弱耦合体系的激光阈值低一个数量级。
2023-03-26 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Exciton Condensation at Full Spin Polarization
用库仑阻力作为探针,研究了量子霍尔双层膜中nu=1时激子相变随塞曼能量E_Z的变化。激子凝聚的临界层间距d/l随E_Z的增大先迅速增大,然后达到最大值并开始缓慢下降。在高E_Z下,小d/l时的激子相和大d/l时的可压缩相都是完全自旋极化的,我们发现跃迁的宽度作为d/l的函数比小E_Z下的大得多,并且在零温极限下持续存在。我们讨论这些结果的上下文中的两个模型,其中系统包含两种流体的混合物。
2009-11-12 cond-mat.mes-hall
Excitonic condensation in spatially separated one-dimensional systems
我们从理论上表明,激子可以形成从空间分离的一维基态人口的电子和空穴,并由此产生的激子可以形成一个quascondensate。我们描述了一个平均场的Bardeen-Cooper-Schrieffer理论在低载流子密度制度,然后专注于核壳纳米线的激子间隙的大小估计为InAs/GaSb线,并作为所有实验相关参数的函数。我们发现,配对的最佳条件包括电子和空穴带的小重叠,大的有效质量的载流子,和周围介质的介电常数低。因此,一维系统为零磁场中激子准凝聚的实验研究提供了一个很好的平台。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall
Molecular Origins of Exciton Condensation in Van der Waals Heterostructure Bilayers
本研究通过基于约化密度矩阵的电子结构方法,在MoSe$_2$-WSe$_2$分子片段中观察激子凝聚的微观起源,发现层对齐和层间距离影响非经典长程有序,为设计高效能量传输材料提供机理指导。
2024-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Precursors to Exciton Condensation in Quantum Hall Bilayers
Tunnel光谱揭示了层间电子-空穴相关性的证据在量子霍尔双层二维电子系统的层间距附近,但以上,过渡到不可压缩的激子凝聚体在总朗道水平填充$ν_T=1$。这些相关性表现为库仑赝能隙的非线性抑制,抑制弱耦合双层中的低能层间隧穿。赝能隙抑制在$ν_T=1$处最强,并且随着从上方接近激子凝聚的临界层分离而快速增长。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton-Polaritons in Artificial Lattices and Electron Transport in Bose-Fermi Hybrid Systems
在这篇论文中,我们研究了多粒子物理的两个不同方面。第一部分研究了不同人工晶格中微腔激子-极化激元的玻色-爱因斯坦凝聚。玻色-爱因斯坦凝聚是一种量子相变,它允许系统在宏观上占据其基态并自发地发展相干性。激子-极化激元通常在微腔中研究,微腔是捕获特定波长光的光学腔,激子-极化激元是一种由量子阱激子和腔光子之间的强耦合产生的准粒子。通过以不同图案周期性地对准腔柱,可以实现不同的人工晶格结构。在此基础上,我们应用驱动耗散Gross-Pitaevskii方程,通过改变泵浦方案和捕获势的设计来研究凝聚的不同后果。课程内容包括多路凝聚、激子-极化激元凝聚的相位选择与非线性、平带凝聚、激子-极化激元拓扑绝缘体。在本论文的第二部分,我们主要研究了玻色-费米混合系统的电子散射性质。我们考虑一个由空间分离的二维电子气层和激子气层组成的系统,它们通过库仑力相互作用。我们研究了这种层间电子-激子相互作用对系统电阻率的温度依赖性,并与电子-声子相互作用的结果进行了比较。
2020-11-13 cond-mat.mes-hall
Self-organization phenomena at exciton condensation in quantum wells in an inhomogeneous external potential
本文发展了一种理论,即在非均匀外场中,间接激子系统分离成凝聚相和气相,并形成规则的交替相。应用该理论研究了金属电极上开槽双量子阱中激子密度的非均匀分布。结果表明,在一定范围内的激子产生率的发光岛链周期性地沿槽本地化的发展。通过沿着槽产生偏置的外部电势,可以迫使周期性图案沿着槽移动。此外,还考虑了周期性外势作用下凝聚相分布的结构。
2009-06-03 cond-mat.mes-hall
Towards r-space Bose-Einstein condensation of photonic crystal exciton polaritons
从理论上分析了二维周期微腔晶格中半导体量子阱激子与光子的耦合态,揭示了激子极化激元能谱中的允许带和禁带.光子晶体激子极化激元具有由平坦量子阱设置的空间均匀激子分量,但由于其光子分量,在量子阱平面内呈现周期性Bloch振荡。利用准周期晶格微腔结构,可以通过光子晶体异质结构的有效势来调整光子晶体激子极化激元的包络函数。分析了在具有谐振子势的光子晶体异质结构阱中上下极化激元的受限包络函数态和下极化激元的玻色-爱因斯坦凝聚。这一概念的数值说明的CdTe/CdMgTe微腔的例子。
2008-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Enhancement of spin propagation due to interlayer exciton condensation
我们发现,层间激子凝聚体掺杂到一个强关联的莫特绝缘体表现出显着的增强带宽的磁激发(三重子)。这种三重子在动态磁化率中是可见的,并且可以使用共振非弹性X射线散射来测量。激子超流密度与三重子的带宽成比例,但仅在强关联的限制下。因此,三重子带宽可以作为凝聚体中激子-自旋相互作用的探针。
2013-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Partial condensation of mobile excitons in graphene multilayers
在大的位移场中,在菱形和Bernal堆叠的石墨烯中,正常顺磁状态转变为关联状态。最近的实验表明,这样的系统有几个相变的载流子密度的函数。与顺磁状态相邻的相具有非常高的电阻和降低的费米海简并度。我们发现,这两种现象可以解释通过部分谷间激子凝聚的概念:一小部分粒子凝聚成激子,另一种形式的谷间相干费米液体。系统的激子部分对电流没有贡献,因此增加了电阻。在这个范例中,阻力的增加完全是几何学上的。我们通过数值计算验证了唯象理论的有效性。我们还证明了部分激子态和谷间相干态的量子振荡数据应该没有很大的差别。此外,我们建议STM/AFM或拉曼光谱有一个确凿的证据,我们在本文中建议的部分激子凝聚的发生。
2023-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Excitonic Condensation in an Asymmetric Electron-Hole Biwire
Dr. B. R. Ambedkar National Institute of Technology(B.R. 安贝德卡尔国立技术学院);Lancaster University(兰卡斯特大学);Panjab University(潘杰布大学)
使用扩散量子蒙特卡洛方法研究质量不对称的一维电子-空穴双线系统,通过计算配对关联函数和凝聚分数构建相图,发现低维强关联促进激子准凝聚至高密度极限。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Evidence of high-temperature exciton condensation in a two-dimensional semimetal
正如几十年前所预测的那样,电子和空穴可以自发地形成激子并在半金属或半导体中凝聚。这种类型的玻色凝聚可以在比稀原子气体高得多的温度下发生。在费米能级附近具有降低的库仑屏蔽的二维(2D)材料有希望实现这样的系统。在这里,我们报告的能带结构的变化伴随着一个相变在约180 K的单层ZrTe 2的角度分辨光电子能谱(ARPES)测量的基础上。在转变温度以下,观察到带隙开放和围绕带中心的超平坦带顶的发展。通过在表面上添加更多的层或掺杂剂引入额外的载流子密度,该带隙和相变被快速抑制。结果表明,在单层ZrTe 2中形成了激子绝缘基态,并通过第一性原理计算和自洽平均场论对结果进行了合理化.我们的研究为二维半金属中的激子凝聚提供了证据,并证明了固体中本征束缚电子-空穴对形成的强烈维度效应。
2023-02-08 cond-mat.mes-hall
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
Excitonic condensation under spin-orbit coupling and BEC-BCS crossover
本文研究了零温条件下反型层量子阱中弱自旋轨道耦合(SOC)下电子-空穴对(e-h)的凝聚。在现实条件下,微扰SOC可以在实验上长期寻找的激子凝聚体的序参量中具有可观察到的影响。首先,e-h对不存在费米子交换对称性,这是已知的费米子配对分类方案的一个反例。由于缺乏费米子交换,凝聚自旋没有确定的宇称。此外,激子SOC打破了旋转对称性,以非常规的方式产生复杂的序参量,即,序参量的相位图案是凝聚体密度的函数。这是通过有限的静态自旋极化率的非对角分量表现出来的,提出了一种新的实验方法来确认激子凝聚体。
2007-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton condensation and fractional charge in a bilayer two-dimension electron gas adjacent to a superconductor film
研究了具有钉扎涡旋晶格的第二类超导体薄膜与双层二维电子气(2DEG)之间的激子凝聚。应用连续介质低能理论,在平均场近似下对晶格模型进行数值模拟,发现如果EC序参量具有涡旋轮廓,则零赝自旋势存在精确的零模和相应的\emph{rational}分数电荷($μ$)和平均化学势($h$):$μ$ =0和$h$ =0;而对于$μ\mathtt{\neq}0$和$h$ =0,谷间混合分裂零能级,并且系统表现出\emph{irrational}部分\emph{axial}电荷。
2010-04-30 cond-mat.mes-hall
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
Room-Temperature Exciton-Polariton Condensation in a Tunable Zero-Dimensional Microcavity
在强光-物质相互作用机制下,我们在填充有机梯形共轭聚合物的零维微腔中产生激子-极化激元。在波长尺度上的光子限制是在纵向上由两个介质布拉格反射镜和横向上由一个亚微米的高斯型缺陷实现的。该腔被分成两部分,允许纳米位置控制,并使极化激元波函数的激子和光子分数的调谐。极化子凝聚是在环境条件下用非共振皮秒光激发实现的,并且通过具有发射强度的非线性增加、谱线变窄和发射峰蓝移的阈值行为来证明。此外,角发射光谱表明,凝聚发生在基态的0 D-腔,和一阶相干测量揭示的相干性质。这些实验为室温下复杂外势中的极化激元量子流体的研究打开了大门。
2019-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Exciton Gas Compression and Metallic Condensation in a Single Semiconductor Quantum Wire
我们研究了单个自组装量子线中的金属-绝缘体转变,并报道了低温下金属液体凝聚的光学证据。首先,我们观察到单根纳米线光致发光的温度和功率依赖性遵循一维电子空穴液体的预期演化。其次,我们发现了新的光谱特征,表明在这种情况下,膨胀的液体冷凝物压缩激子气体在真实空间中。最后,我们估计的临界密度和临界温度的相变图在$n_c\sim1\times10^5$ cm $^{-1}$和$T_c\sim35$ K,分别。
2008-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bose-Einstein Condensation of Three-Dimensional Exciton-Polaritons
Moscow Center for Advanced Studies(莫斯科高等研究中心);Westlake University(西湖大学);St. Petersburg State University(圣彼得堡国立大学)
本文发展基于能带结构的理论,研究掺杂半导体量子点的三维反蛋白石光子晶体中的激子-极化激元,揭示W谷决定平衡凝聚阈值,X点鞍点通过态密度范霍夫增强重正化临界温度,并建立动量分辨玻尔兹曼模型描述非平衡动力学。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall
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$确实设定了转变温度的上限,并使最近提出的关于高温一级跃迁到激子态的猜想无效。这些发现表明,不幸的是,石墨烯双层中的激子凝聚很难在实验上实现。
2009-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of Exciton Polariton Condensation in a Perovskite Lattice at Room Temperature
强关联格点中的玻色-爱因斯坦凝聚为相干产生宏观量子态提供了可能,作为量子模拟的理想平台而受到人们的极大关注。光晶格中的超冷原子就是这样一种有前途的系统,它们实现的物质的不同相态在凝聚态物理、化学和宇宙学中具有很好的应用前景。然而,这只能在由原子的典型倒数质量设定的纳米到微米开尔文尺度的超低温下才能实现。其他的系统,如俘获离子的晶格和超导电路阵列,也依赖于超冷温度。激子极化激元具有极轻的有效质量,被认为是在高温下实现玻色-爱因斯坦凝聚的理想选择。除了凝聚之外,有效的激子极化激元量子模拟器还需要一个强晶格,在每个晶格位点处具有鲁棒的捕获以及强的位点间耦合,以允许晶格内极化激元的相干量子运动。然而,强晶格中的激子极化激元仅在液氦温度下才能凝聚。在这里,我们报告的观察激子极化激元凝聚在一维强卤化铅钙钛矿晶格在室温下。通过深周期电位调制,强卤化铅钙钛矿晶格表现出高达13.3 meV的大禁带宽度和高达8.5 meV的晶格带,这是至少10倍以上,比以前的系统。在临界密度以上,我们观察到激子极化激元在室温下凝聚成具有长程空间相干性的py轨道态。我们的研究结果为在室温量子模拟器中实现极化激元凝聚开辟了道路。
2019-06-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Polariton condensation in photonic crystals with high molecular orientation
研究了二维无缺陷三角形光子晶体中的Frenkel激子-极化激子玻色-爱因斯坦凝聚,其中有机半导体有源介质中含有偶极矩垂直于光子晶体层的束缚激子.我们发现光子布洛赫模式的结构,并考虑其强耦合制度与激子组件。利用Gros-Pitaevskii方程的激子极化激元和玻尔兹曼方程的外部激子水库,我们证明了凝聚体的形成在倒易空间中的光子群速度等于零的点。此外,我们证明了非零动量态的TM-偏振光的非相干泵浦的情况下,系统的凝聚,并表明凝聚阈值变化的倒易空间中的不同点,由失谐控制。
2017-02-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Binding and spontaneous condensation of excitons in narrow-gap carbon nanotubes
Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia(摩德纳与雷焦艾米利亚大学);CNR-NANO(意大利国家研究委员会纳米研究所)
研究超净、未掺杂碳纳米管绝缘性及残余能隙的多体起源,通过增强双带模型推导激子束缚能标度律并计算输运能隙,揭示激子长度尺度与激子相稳定性的联系。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall
Intrinsic gap and exciton condensation in the nu_T=1 bilayer system
研究了倾斜磁场作用下双层量子霍尔(QH)系统在总填充因子$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
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