Exciton Mott transition revisited
在光激发半导体中激子解离成空穴和电子,尽管是莫特跃迁的第一个公认的例子之一,但仍然无法完全理解,特别是关于跃迁的特征,在某些情况下是一阶,在其他情况下是二阶。在这里,我们考虑一个理想化的模型,可以映射到一个自旋极化的半填充哈伯德模型,其相图再现的现象的光激发半导体和揭示的激子结合能的关键作用,在确定的顺序激子莫特过渡的光激发半导体。
2019-06-06 cond-mat.str-el
Enhancement of phonon effects in photoexcited states of one-dimensional Mott insulators
本文研究了一维扩展Hubbard-Holstein模型的线性光学吸收谱中电子关联对电子-声子相互作用的影响。密度矩阵重整化群(DMRG)计算表明,EP相互作用对激子的影响随在位库仑排斥的增加而增强。这种增强与EP相互作用对基态的影响形成对比,其中Peierls不稳定性被就地库仑排斥抑制。与EP相互作用的DMRG数据符合吸收实验在一维铜酸盐比那些扩展的哈伯德模型。
2008-02-27 cond-mat.str-el
Antiphase Oscillations in the Time-Resolved Spin Structure Factor of a Photoexcited Mott Insulator
受光激发反铁磁莫特绝缘体中时间分辨共振非弹性x射线散射(TRRIXS)最新发展的启发,我们数值研究了正方形晶格上半填充哈伯德模型中动量相关的瞬态自旋动力学。在关闭泵浦光子脉冲后,反铁磁莫特绝缘体中动态自旋结构因子的强度随时间振荡,其频率由两个磁振子的能量决定。我们发现,在两个正交的动量方向,平行和垂直于泵脉冲的电场之间的振荡的反相行为。相位差来自双磁振子激发的$B_{1g}$通道。当TRRIXS实验的时间分辨率将提高一个数量级以上时,观察反相振荡将是一个很大的挑战。
2021-03-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nonlinear Optical Response in two-dimensional Mott Insulators
利用半填充哈伯德模型强耦合极限下的有效模型,研究了二维莫特绝缘体的三阶非线性极化率$χ^{(3)}$和光激发态.在有限尺寸团簇的数值精确对角化计算中,我们发现电荷自由度和自旋自由度的耦合对光激发态中奇宇称偶极允许态和偶宇称偶极禁止态的分布起着至关重要的作用.这与一维光激发态相反,其中电荷和自旋自由度是解耦的。在三次谐波产生谱中,奇宇称态的三光子共振过程是主要的贡献。因此,双光子共振过程在THG光谱中不太明显。计算的THG光谱与最近的实验数据进行了比较。我们还发现,具有泵浦光子和探测光子交叉偏振结构的$χ^{(3)}$具有与具有共偏振结构的$χ^{(3)}$相似的光谱分布,尽管重量较小。这些发现将有助于对二维莫特绝缘体中$χ^{(3)}$的实验数据的分析。
2002-09-18 cond-mat.mtrl-sci 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
Calculation of photoemission spectra of the doped Mott insulator La_{1-x}Sr_xTiO_3 using LDA+DMFT(QMC)
采用量子化学从头计算方法LDA+DMFT(QMC)计算了具有强库仑关联的掺杂莫特绝缘体$_{1-x}$ $_{x}$ $_{3}$的光谱性质.它从局域密度近似(LDA)计算的非相互作用电子能带结构出发,引入动力学平均场论(DMFT)的丢失关联,采用数值精确量子Monte-Carlo(QMC)技术求解由此产生的自洽多带单杂质问题。用LDA+DMFT(QMC)方法计算了La $_{1-x}$ Sr $_{x}$ TiO $_{3}$的光电子能谱,计算结果与实验符合得很好,并且在定性和定量上都比标准LDA方法有了很大的改进.
2000-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coupling-dependent rates of energy transfers from photoexcited Mott insulators to lattice vibrations
光激发态通过将能量转移到环境中而弛豫。为了研究在关联电子系统中哪种耦合能使能量快速转移到晶格振动,我们计算了不同类型和频率的晶格振动的动能随时间的演化。一维半填充哈伯德模型增加了电子晶格耦合,调制传输积分,网站的能量,和库仑排斥强度。用含时的薛定谔方程求解精确的多电子波函数,用经典的运动方程求解晶格位移。为了将能量转移到调制转移积分或位点能量的经典晶格振动,必须打破平移不变性以将光学活性给予具有波数$ π$的电子激发和这些晶格振动。另一方面,只要存在相应的电子-晶格耦合,一定量的能量总是转移到调制库仑排斥强度的晶格振动,而不管基态的对称性如何。在强关联电子系统中,这些耦合可能很强,尽管它们通常是微不足道的,因为它们对平衡性质的影响可以被吸收到库仑排斥强度的重新定义中。我们将讨论通过不同类型的电子-晶格耦合的能量转移途径之间的竞争或合作。
2009-02-19 cond-mat.str-el
Fingerprints of spin-orbital polarons and of their disorder in the photoemission spectra of doped Mott insulators with orbital degeneracy
以$R_{1-x}$ Ca $_x$ VO $_3$钙钛矿为例,探讨了无序带电缺陷对掺杂过渡金属氧化物在Mott绝缘区光电发射谱中观察到的电子激发的影响,其中$R=$ La,$\dots$,Lu.这些具有部分填充的$t_{2g}$价轨道的钒$d^2$化合物的基本特征是自旋和轨道有序的持久性直到高掺杂,与高- $T_c$铜酸盐在低缺陷浓度下的磁有序的损失相反。我们证明了掺杂Mott-Hubbard绝缘体的无序电子结构可以得到高精度的非限制性Hartree-Fock近似。特别是:(i)在逆光电发射光谱和各种缺陷相关的状态和卫星的原子多重激发被很好地再现,(ii)一个强大的莫特间隙生存到大掺杂,和(iii)我们表明,莫特间隙内的缺陷状态发展一个软间隙在费米能量。软缺陷状态间隙可以通过从化学势附近的状态密度的威布尔统计采样中提取的形状和尺度参数来表征。我们证明,电荷缺陷触发小自旋轨道极化子,其内部动能负责软缺陷态间隙的开放。自旋轨道极化子的小尺寸推断的反参与比的分析,解释了起源的自旋和轨道秩序的鲁棒性。使用现实的参数为La $_{1-x}$ Ca $_x$ VO $_3$,我们表明,它的软带隙是很好地再现,以及边缘掺杂的化学势的位置相对于中心的较低的哈伯德带。
2017-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Core-Level X-Ray Photoemission Satellites in Ruthenates: A New Mechanism Revealing the Mott Transition
研究了不同钌酸盐的Ru 3d芯能级X射线光电子能谱。它们通常显示出双峰结构,其可被指定为筛选峰和未筛选峰。屏蔽峰在莫特绝缘体中不存在,但在金属状态中发展成主峰。用动力学平均场论的精确对角化方法计算了具有实核-空穴势的单带哈伯德模型,很好地解释了这种谱行为。芯能级光电发射卫星的新机制可以用来揭示各种强关联电子体系中的Mott跃迁现象,特别是在纳米尺度器件和相分离材料中。
2004-03-02 cond-mat.str-el
Photoemission of a doped Mott insulator: spectral weight transfer and qualitative Mott-Hubbard description
用光电子能谱学研究了低维莫特绝缘体TiOCl在碱金属掺杂下的光谱权重演化。我们观察到较低的哈伯德带和一个额外的峰值之间的光谱重量转移后,电子掺杂,在改变单和双占据的网站的数量的原子限制的定量预期。这一观察结果是相关谱带的无条件标志,以前没有报道过。相反,金属准粒子峰的缺失可以追溯到一个简单的单粒子效应。
2011-02-06 cond-mat.str-el
Nonlinear optical response and spin-charge separation in one-dimensional Mott insulators
我们从理论上研究了莫特绝缘体的非线性光学响应和光激发态。用精确对角化方法计算了小团簇的非线性光学极化率χ^(3)。通过系统地研究χ^(3)与维数的关系,我们发现自旋-电荷分离在一维莫特绝缘体中对χ^(3)的增强起着至关重要的作用。在此基础上,我们提出了描述一维莫特绝缘体非线性响应的holon-doublon模型。这些发现表明自旋-电荷分离将成为光电子器件的一个关键概念。
2000-07-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure of Mott-insulator CaCu3Ti4O12: Photoemission and inverse photoemission study
通过光电发射和逆光电发射实验研究了A位有序钙钛矿结构CaCu $_3$ Ti $_4$ O $_{12}$(CTO)中Mott绝缘态的起源.实验结果表明,在局域密度近似(LDA)能带计算中位于费米能级附近的Cu 3 $d$ -O2 $p$杂化带实际上被分离成位于$\sim$ 1.5 eV的上Hubbard带和位于$\sim$ $-$ 1.7 eV的下Hubbard带,带隙为$\sim$ 1.5-1.8 eV.我们还观察到在$\sim$ $-$ 3.8 eV处的Cu 3 $d$峰和在$\sim$ 3.8 eV处的Ti 3 $d$峰比LDA计算中所示的彼此更远离。此外,还发现$-$ 9 eV附近的多重态结构中含有相当数量的O2 $p$态.这些结果表明,与O2 $p$态杂化的Cu 3 $d$和Ti 3 $d$电子是强关联的,这源于CCTO的Mott绝缘态.
2015-05-17 cond-mat.str-el
Observation of an excitonic Mott transition through ultrafast core-$\textit{cum}$-conduction photoemission spectroscopy
时间分辨软X射线光电子能谱被用来同时测量WSe $_2$中激子激发时芯能级谱函数和激发态的超快动力学。我们提出了一个多体近似的格林函数,它很好地描述了瞬态的核心-空穴谱函数。激发态信号和核心水平的相对动力学揭示了延迟的核心空穴重整化由于受激准自由载流子的屏蔽,揭示了激子莫特转变。这些发现建立了时间分辨芯能级光电子能谱学作为一个敏感的探针微妙的电子多体相互作用和超快电子相变。
2020-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Filling of the Mott-Hubbard gap in the high temperature photoemission spectrum of (V_0.972Cr_0.028)_2O_3
在超高真空中,(V_0.972Cr_0.028)_2O_3的顺磁绝缘相(PI)在800 K的高温下的光电子能谱揭示了Mott-Hubbard(MH)绝缘体所特有的、以前没有观察到的性质。随着T的增加,MH间隙被填充的光谱重量转移,在定性的协议与高T的理论计算相结合的动力学平均场论和带理论的局部密度近似。
2004-08-12 cond-mat.str-el
Probing spin correlations using angle resolved photoemission in a coupled metallic/Mott insulator system
一个接近自由电子的金属和一个莫特绝缘态可以被认为是固体中电子运动可能性的两端。在磁性氧化物金属PdCrO $_{2}$中,这两个作为交替层共存。使用角分辨光电子能谱,我们惊讶地发现尖锐的带状特征的相关子系统的单电子去除光谱函数。我们表明,这些出现,因为一个洞创建的莫特层移动和传播的金属层,同时保持记忆的莫特层的磁性。这张照片是定量支持的强耦合分析捕获的物理PdCrO $_{2}$的近藤晶格哈密顿量。我们的研究结果开辟了新的路线,使用非磁性探针的光电效应,以获得洞察相关电子系统的自旋磁化率。
2020-02-20 cond-mat.str-el
Finite Temperature Effects in One-dimensional Mott-Hubbard Insulator: Angle-Resolved Photoemission Study of Na_{0.96}V_{2}O_{5}
我们对一维Mott-Hubbard绝缘体Na_{0.96} V_{2} O_{5}进行了角分辨光电子能谱研究,发现V3 d低Hubbard带的谱与温度有很强的依赖关系.本文用精确对角化方法计算了有限温度下一维t-J模型的单粒子谱函数,并与实验结果进行了比较。实验和理论得到了很好的一致性。强的有限温度效应被讨论的自旋带的“费米面”的存在。
1999-01-22 cond-mat.str-el
Using Nonequilibrium Dynamics to Probe Competing Orders in a Mott-Peierls System
有序相之间的竞争及其相关的相变在强关联系统的研究中具有重要意义。在这里,我们研究的一个方面,光激发Mott-Peierls系统的非平衡动力学,使用有效的Peierls-哈伯德模型和精确对角化。在自旋和电荷强烈交织的过渡附近,我们观察到反相动力学和耦合强度依赖的抑制或增强的静态结构因子。耦合到特定光激发电子的重整化玻色子激发可以被提取出来,这提供了一种表征底层玻色子模的方法。不同电子动量的分析结果表明,由于在$k_F$附近有较强的耦合,因此软化不均匀。这种行为反映了当多个相竞争系统的基态时,费米子动量、耦合顶点和最终玻色子可磁化率之间的强联系。
2016-02-24 cond-mat.str-el
Bulk Nature of Layered Perovskite Iridates beyond the Mott Scenario : An Approach from Bulk Sensitive Photoemission Study
我们提出了真正的散装Ir 5d杰夫态的层状钙钛矿铱酸盐获得硬X射线光电子能谱(HAXPES)与s-和p-偏振光。用局域密度近似和动力学平均场论(LDA+DMFT)计算的准粒子态密度很好地再现了Sr_2IrO_4和Ba_2IrO_4的HAXPES谱。结果表明,铱酸盐的绝缘性质是由反铁磁关联(斯莱特型)和电子关联(莫特型)相结合触发的。极低能量的体敏光电子能谱揭示了“坏金属”状态的顺磁相的铱酸盐,这表明强烈重整化的金属状态以上的尼尔温度预测的LDA+DMFT。
2014-03-03 cond-mat.str-el
Theory of Core-Level Photoemission and the X-ray Edge Singularity Across the Mott Transition
利用动力学平均场论和Wilson数值重整化群方法研究了金属莫特绝缘体转变过程中的零温芯能级光电子能谱。在金属相中得到了非对称的幂律发散,其指数α(U,Q)-1依赖于Hubbard相互作用U和芯-空穴势Q的强度。当Q <~ U_c/2时,α随U的增大而减小,在U → U_c的转变处消失,在绝缘相中出现对称峰。当Q >~ U_c/2时,α在跃迁附近仍然是有限的,但幂律积分强度消失,绝缘体中没有相关峰。光谱中剩余峰的重量和位置可以在分子轨道方法内理解。
2007-03-13 cond-mat.str-el
Time-resolved photoemission and RIXS study of a site-selective Mott insulator
受稀土镍酸盐物理的启发,我们研究了具有两种绝缘子晶格的关联电子系统的光电子能谱和共振非弹性X射线散射谱。亚晶格A的特征在于杂化能隙和低自旋态,而亚晶格B的特征在于Mott能隙和局部磁矩。我们展示了这两个性质不同的绝缘状态的耦合如何影响光致载流子的动力学,以及非平衡态如何在PES和RIXS信号中表现出来。特别是,我们发现,B亚晶格上创建的载流子迁移到A亚晶格,在那里他们有助于创建在PES信号的间隙状态,并在非平衡RIXS光谱的特征峰。虽然从两个子晶格的贡献不能很容易地区分在本地的光电发射光谱,在二维$ω_\text{in}$ - $ω_\text{out}$空间的RIXS信号的权重提供信息的本地状态演变的两个子晶格。
2022-09-15 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
Mass renormalization in the band width-controlled Mott-Hubbard systems SrVO3 and CaVO3 studied by angle-resolved photoemission spectroscopy
Ca 1-xSrxVO 3是一个Mott-Hubbard型关联电子系统,其带宽可以通过V-O-V键角来改变,但带宽控制对电子结构的实际影响在以往的光电子发射实验中一直存在争议。在这项工作中,带色散和费米面的SrVO 3和CaVO 3的角分辨光电子能谱进行了研究。在Fermi能级附近,观察到了由三个V3 dt 2g轨道形成的圆柱形Fermi面的三个能带。这两种化合物所观察到的能带宽度几乎是局域密度近似能带结构计算预测的一半,证实了电子相关引起的质量重整化。它已清楚地表明,在CaVO_3的d带的宽度比SrVO_3窄,定性与能带结构计算的结果一致。正交晶格畸变和电子关联的作用在观察到的带变窄进行了讨论。
2010-03-11 cond-mat.str-el
Photoemission evidence for crossover from Peierls-like to Mott-like transition in highly strained VO$_2$
我们提出了一个光谱研究表明,应变VO $_2$薄膜的金属-绝缘体转变可能会被驱动到一个纯粹的电子过渡,这并不依赖于Peierls二聚化,通过施加机械应变。与一个适度应变的系统,其中涉及的晶格比较,演示了从佩尔斯到莫特样过渡的交叉。
2012-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Enhanced charge order in a photoexcited one-dimensional strongly correlated system
我们提出了一个令人信服的低维强关联系统的外部扰动的响应。利用含时Lanczos方法研究了半满一维扩展哈伯德模型在瞬态激光脉冲驱动下的非平衡演化。当系统接近相边界时,通过调节激光频率和强度,发现在Mott绝缘相中不存在可持续的电荷有序增强。我们分析的条件和调查可能出现的电荷秩序增强的机制。提出了可行的实验实现。
2012-11-08 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
Many-body Effects on Excitonic Optical Properties of Photoexcited Semiconductor Quantum Wire Structures
通过求解动态屏蔽的Bethe-Salpeter方程,研究了载流子相互作用引起的多体效应对高度光激发的一维半导体量子线系统激子光学性质的影响.包括电子/空穴自能和电子-空穴相互作用顶点函数中的动态屏蔽效应,我们发现对于大范围的光激发密度($n= 0-6\times 10^5$ cm $^{-1}$),激子吸收基本上在恒定能量处达到峰值,高于该峰值吸收峰消失而没有明显的增益,即,观察到\textit{no}激子到自由电子-空穴等离子体的Mott跃迁,与以前的理论结果相反,但与最近的实验结果一致。这种增益的缺乏(或莫特跃迁的不存在)源于一维等离子体激元或电荷密度激发的强非弹性散射,与一维系统的非费米液体性质密切相关。我们的理论工作证明了一维光激发电子-空穴系统从低密度区($n<10^5$ cm $^{-1}$)的非相互作用激子稀气体的有效费米液体行为到高密度区($n>10^5$ cm $^{-1}$)的非费米液体行为的转变或交叉.对该问题进行了常规的准静态近似,并与全动力学结果进行了比较。激子结合能和吸收光谱的数值结果作为载流子密度和温度的函数。
2001-02-25 cond-mat.str-el
Impact ionization and multiple photon absorptions in the two-dimensional photoexcited Hubbard model
研究了在短电场脉冲作用下,U=8的4 × 3哈伯德模型的非平衡响应,主要研究了多光子激发和脉冲后双光子占据率的变化.该行为主要取决于电场的驱动频率。最大的变化发生在脉冲期间。对于低于莫特间隙的频率,我们观察到多光子激发在大的场强。对于超出带隙能量的频率,存在俄歇复合减少脉冲后的双占据的区域。碰撞电离(多激子产生),即脉冲后不断增长的双重占用,发生的频率大于两倍的莫特间隙。从洛施图振幅,我们计算脉冲后的量子态的本征态谱,观察到多个不同的光子激发峰,符合预期的准粒子图片。我们介绍了一种技术,我们分析的时间演变的双重占用在每个峰单独。双占据的长期行为几乎只取决于吸收的能量,我们探讨了这种性质的连接到本征态热化假说。
2020-08-03 cond-mat.str-el
Hard x-ray photoemission study of LaAlO3/LaVO3 multilayers
用硬X射线光电子能谱研究了由带绝缘体LaAlO $_3$(LAO)和莫特绝缘体LaVO $_3$(LVO)组成的多层膜的电子结构,探测深度为$\sim 60 Å$ . LVO的Mott-Hubbard能隙在界面处保持开放,表明该界面与LaTiO $_3$ /SrTiO $_3$多层膜不同是绝缘的。我们发现,在LVO中的V的化合价从V $^{3+}$部分转化为V $^{4+}$仅在LVO层的顶侧的界面上,并且V $^{4+}$的量随着LVO层厚度而增加。我们认为,电子重建,以消除极性异质结构中固有的极性突变是起源的高度不对称的价变化在LVO/LAO接口。
2007-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bulk and surface-sensitive high-resolution photoemission study of Mott-Hubbard systems SrVO$_3$ and CaVO$_3$
利用真空紫外激光、同步辐射和放电灯($hν$ = 7 - 21 eV),用体相和表面灵敏的高分辨光电子能谱(PES)研究了Mott-Hubbard体系SrVO $_{3}$和CaVO $_3$的电子结构.系统的状态密度(DOS)的抑制在$\sim$ 0.2 eV的费米能级($E_F$)被发现在降低光子能量,即在增加体积灵敏度。SrVO $_{3}$和CaVO $_3$中的相干带由表面和体源特征组成,能量分离。与SrVO $_{3}$相比,CaVO $_{3}$表面上更强的扭曲导致在$E_F$的相干DOS中更高的表面金属丰度,与最近的理论一致。
2005-11-29 cond-mat.str-el
Particle-Hole Asymmetry in Doped Mott Insulators: Implications for Tunneling and Photoemission Spectroscopies
在一个具有强局部排斥相互作用的系统中,增加一个电子应该比抽出一个电子更困难。我们使这一想法精确的推导出各种精确的总和规则的单粒子谱函数的细节描述的系统和基态的性质的哈密顿独立。我们将这些结果推广到超导基态和低激发态。我们的研究结果揭示了高Tc超导体的隧穿谱中的显著不对称性,也应该是有用的,在估计非均匀材料中的局部掺杂变化。
2004-12-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Core-level x-ray photoemission and Raman spectroscopy studies on electronic structures in Mott-Hubbard type nickelate oxide NdNiO$_2$
我们进行核心水平的X射线光电子能谱(XPS)和电子拉曼散射研究的电子结构和自旋起伏的镍酸盐氧化物NdNiO $_2$的体样品。根据Nd-$_2$和O-$1s$ XPS谱,我们认为NdNiO $_2$具有较大的转移能。通过对Ni $2p_{3/2}$ XPS谱线的分析,证实了NdNiO $_2$中的NiO $_2$面在Zaanen-Sawatzky-Allen方案中属于Mott-Hubbard型。Raman散射中的双磁振子峰为NdNiO $_2$中强自旋涨落提供了直接证据。峰位置决定反铁磁交换$J=25$~meV。我们的实验结果与我们以前的理论结果一致。
2020-03-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Photoemission study of TiO2/VO2 interfaces
我们测量了两种TiOPDMATHABMM覆盖层VO $_2$薄膜的光电子谱,即以金红石型TiOPDMATHABMM(r-TiOPDMATHABMM/VO $_2$)和非晶TiOPDMATHABMM(a-TiOPDMATHABMM/VO $_2$)覆盖层的薄膜。在VO $_2$薄膜的金属-绝缘体转变温度$\sim 300$ K以下,对于与TiO $_2$的界面没有观察到金属态,与带绝缘体SrTiO $_3$和莫特绝缘体LaTiO $_3$之间的界面相反,尽管TiO $_2$和SrTiO $_3$都是具有$d^0$电子构型的带绝缘体,并且VO $_2$和LaTiO $_3$都是是具有$d^1$电子构型的莫特绝缘体。我们讨论了这种差异的可能来源,并建议接口的极性不连续的重要性。在r-TiO $_2$ /VO $_2$中观察到比a-TiO $_2$ /VO $_2$中更强的非相干部分,这表明由于r-TiO $_2$ /VO $_2$的较高沉积温度导致了Ti-V原子扩散。
2006-11-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Photoemission evidence for a Mott-Hubbard metal-insulator transition in VO$_2$
利用体敏硬X射线($\sim$ 8 keV)价带、芯能级和V2 $p-3d$共振光电子能谱(PES)研究了$_2$的温度($T$)依赖的金属-绝缘体转变(MIT).的价带和核心水平的光谱进行了比较,包括一个相干屏蔽通道与全多重态集群模型计算。在MIT上,V3 $d$谱权从费米能级的相干态($d^1\underbar{\it {C}}$终态)转移到对应于较低Hubbard带的非相干态($d^{0}+d^1\underbar{\it {L}}$终态),导致能隙的形成.从团簇模型计算中很好地再现了V1 $s$和V2 $p$核心能级以及价带的光谱形状变化,提供了电子结构参数。Resonant-PES发现,除了$d^{0}$和$d^1\underbar{\it {C}}$状态之外,$d^1\underbar{\it{L}}$状态在V2 $p-3d$阈值上共振。结果支持VO $_2$中一阶MIT的Mott-Hubbard跃迁图。
2008-07-30 cond-mat.str-el
Photoinduced metallic properties of one-dimensional strongly correlated electron systems
研究了一维强关联电子系统的光致光学响应。用精确对角化方法计算了一维哈伯德模型中基态和光激发态的半填充态的电导率谱。研究发现,在莫特绝缘体相,光激发态具有大的光谱权重,包括光学带隙以下的Drude权重。因此,光学间隙上方的光谱权重大大减小。这些结果意味着金属态是由光激发引起的。光激发态和空穴掺杂态的比较表明,光激发态类似于化学掺杂。
2005-07-28 cond-mat.str-el
Influence of multiplet structure on photoemission spectra of spin-orbit driven Mott insulators: application to $\bf{Sr_2IrO_4}$
大多数自旋轨道驱动的莫特绝缘体的低能有效描述都把自旋轨道耦合(SOC)看作是电子-电子相互作用的二级微扰。然而,当SOC是可比的各向异性Hund的耦合,如在Ir,这种形式上的弱SOC方法的有效性是不是先验已知的。根据SOC和各向异性Hund耦合的相对强度,在弱和强SOC极限中,分别采用\textit{viz.}、\textit{LS}和\textit{jj}耦合方案对多重态结构进行不同的描述。我们研究了这两种耦合方案对低能有效$t-J$模型的影响,并利用自洽玻恩近似计算了角分辨光电发射谱.特别地,我们获得了准二维正方晶格铱酸盐${\rm Sr_2IrO_4}$在弱和强SOC极限下的ARPES谱。在极限情况下的差异是理解的组成和多重态结构的相对能量分裂。结果表明,LS耦合方案与实验结果符合较好,从而为LS耦合方案的有效性提供了间接证据。我们还讨论了具有强SOC的其他金属离子的影响。
2018-08-01 cond-mat.str-el
Theory of Angle Resolved Photoemission Spectroscopy of Altermagnetic Mott Insulators
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);Indian Institute of Science, Bangalore(印度科学学院班加罗尔分校)
本文提出交替磁性莫特绝缘体ARPES响应理论,揭示低能下磁极子形成机制,通过张量网络模拟验证重规带宽,并分析磁极子的自旋依赖谱权重。
2026-05-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Photoinduced $η$-pairing in One-dimensional Mott Insulators
利用矩阵乘积态表象中的密度矩阵重整化群方法,研究了半满Hubbard链中由$η$配对机制引起的光激发超导关联.我们估计的特征对关联函数,并验证我们的数值结果的准确性与精确的对角化小系统的数据进行比较。在强耦合区计算了最能增强$η$对关联的泵浦参数。对于这样的泵,我们探讨了准长程序的可能性。
2020-03-24 cond-mat.str-el
Quantum lattice dynamical effects on the single-particle excitations in 1D Mott and Peierls insulators
作为描述准一维Mott和Peierls绝缘体的一般模型,我们用数值方法研究了半充满带的Holstein-哈伯德模型。结合Lanczos对角化和Chebyshev矩展开,我们精确地计算了光电子能谱和逆光电子能谱,并以此建立了模型的相图。虽然极化子的特征只出现在强的电子-声子耦合,明显的声子签名,如多量子带态,可以发现在莫特绝缘制度以及。为了证实Mott到Peierls跃迁的可能性,我们利用基于密度矩阵重整化群计算的有限尺寸标度分析确定了自旋和电荷的激发能隙.
2004-03-31 cond-mat.str-el
Fingerprints of Mott and Slater gaps in the core-level photoemission spectra of antiferromagnetic iridates
本研究通过Ir 4f芯能级HAXPES实验与动力学平均场理论模拟,发现反铁磁铱酸盐的顺磁-反铁磁谱差可反映其绝缘态的Slater或Mott-Hubbard特性,拓展了该技术在电子结构表征中的应用。
2025-10-06 cond-mat.str-el
Time-dependent spectral properties of photoexcited one-dimensional ionic Hubbard model: an exact diagonalization study
受凝聚态时间分辨非平衡光谱学研究进展的启发,我们利用精确对角化方法研究了一维离子哈伯德模型。该模型适用于有机晶体、过渡金属氧化物或光晶格中的超冷原子。我们实施数值泵浦探测测量来计算随时间变化的电导率和单粒子光谱函数。在一般情况下,短的光激发诱导的金属行为印记作为一个德鲁德峰的电导率或间隙中的态密度。在莫特绝缘体中,我们发现诱导Drude峰在泵浦频率及其二次谐波处振荡。前者来自于电流的振荡,后者来自于单光子和三光子激发态的干涉。在带状绝缘体中,Drude峰仅在泵浦频率处振荡,并且诸如双占有率之类的量不振荡。由于多光子激发态的简并,导致了二次谐波振荡的消失。在两个绝缘体的间隙态密度与德鲁德重量和弱泵浦的能量吸收。强抽运导致能隙内态密度的饱和和莫特区Drude重量的抑制。我们还检查了上述特征对于中间参数范围内的绝缘体是稳健的。我们的研究表明了两种不同绝缘体中多光子激发态的不同性质。
2019-12-19 cond-mat.str-el
J$_{eff}$ description of the honeycomb Mott insulator $α$-RuCl$_3$
在具有强自旋轨道耦合的蜂窝晶格中可能实现新的基态。本文采用角分辨光电子能谱、X射线光电子能谱和电子能量损失谱,结合密度泛函理论和多重态计算,研究了Ru离子为d5构型的$α$ -RuCl $_3$的电子结构.我们发现$α$ $_3$是一个具有显著自旋轨道耦合的莫特绝缘体,其低能电子结构自然映射到Jeff态。这使得$α$ -RuCl $_3$成为实现Kitaev物理的有希望的候选者。相关的电子参数,如哈伯德能量U,晶体场分裂10 Dq和电荷转移能量进行了评估。此外,我们观察到显着的Cl光解吸随时间的推移,这必须考虑到解释光电发射和其他表面敏感的实验时。
2016-03-17 cond-mat.str-el
Bulk screening in core level photoemission from Mott-Hubbard and Charge-Transfer systems
我们报道了单晶V $_{1.98}$ Cr $_{0.02}$ O $_{3}$和高$T_c$铜酸盐Bi $_2$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8+δ}$(Bi 2212)的体敏硬X射线($hν$ = 5.95 KeV)芯能级光电子能谱(PES)。V $_{1.98}$ Cr $_{0.02}$ O $_{3}$在金属相中对V $2p$“主线”表现出低结合能“卫星”,其在反铁磁绝缘体相中被抑制。相比之下,Bi 2212的Cu $2p$谱不显示温度依赖性特征,但与软X射线PES的比较表明本体中的$2p^5 3d^9$“卫星”或$3d^9$重量大幅增加。团簇模型的计算,包括完整的多重态结构和屏蔽通道来自相干带在费米能量,给出了非常令人满意的协议与实验。
2005-01-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Measuring correlated electron dynamics with time-resolved photoemission spectroscopy
时间分辨光电子能谱实验可以揭示关联电子的量子动力学。然而,电子系统的热化通常是如此之快,以至于需要非常短的探测脉冲来解析量子态的时间演化,并且由于能量-时间不确定性关系,这导致差的能量分辨率。虽然光电子发射强度可以由非平衡电子格林函数计算,但逆过程是困难的。我们分析了一个假设的时间分辨光电子实验的相关电子系统,描述的Falicov-Kimball模型在动力学平均场论,金属和绝缘相之间的放松。我们发现,实时格林函数描述的瞬态行为,在建立的金属状态不能直接从光电发射信号确定。另一方面,在含时光电发射谱中,受激莫特绝缘体的特征振荡和回复振荡可以被观察到作为莫特间隙中心的振荡砝码。
2008-09-25 cond-mat.str-el
Photoinduced phase transitions in narrow-gap Mott insulators: the case of VO$_2$
研究了窄禁带莫特绝缘体VO $_2$中光激发电子的非平衡动力学。松弛的初始阶段使用量子玻尔兹曼方程的方法,它揭示了一个快速($\sim$飞秒时间尺度)松弛的赝热状态,其特征在于由几个参数,随时间缓慢变化。长时间的限制,然后研究由Hartree-Fock方法,它揭示了非平衡激发到一个新的亚稳$M_1$金属相,定性与最近的实验是一致的可能性。光激发将相关电子系统驱动到一个在平衡状态下无法达到的新状态的一般物理图像可能适用于类似的材料。
2015-12-14 cond-mat.str-el
In-gap excitation effect on a superexchange in La2CuO4 by creating nonequilibrium photoexcited centers
本文提出了一种多电子方法来计算磁性Mott-Hubbard绝缘体La_2CuO_4(又称La_(214))中的超交换相互作用,该方法可以获得光泵浦对超交换相互作用的影响。我们使用的细胞微扰理论与精确对角化的多带PD哈密顿量内的每个CuO 6晶胞和治疗细胞间的跳跃作为微扰。为了考虑光抽运的影响,我们在这项工作中包括激发的单空穴局域态以及所有的双空穴单重态和三重态。通过投影出带间电子跳跃,我们得到了有效的类海森堡哈密顿量,其中Ri处的局域自旋是基态和激发单空穴态的叠加。我们发现,在隙内激发单空穴态的共振光占据下,反铁磁对La_(214)交换能的贡献将按~ 4 × 10_{-3} eV /(%)的比例增加。
2016-04-06 cond-mat.str-el
Mott versus hybridization gap in the low-temperature phase of $1T$-TaS$_2$
用$GW$ + EDMFT方法计算了$1T$ -TaS $_2$双层体系的相关电子结构.取决于表面终止,半无限不相关系统是带绝缘或表现出金属表面状态。对于现场和intersite相互作用的现实值,莫特间隙在表面状态下打开,但该间隙小于源自双层结构的间隙。我们的结果是一致的,最近的扫描隧道光谱测量不同的终止层,并与我们自己的光电发射测量,这表明在电子光谱中的空间区域与不同的差距共存。
2022-02-02 cond-mat.mtrl-sci 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
Hybridization gap formation in the Kondo insulator YbB$_{12}$ observed using time-resolved photoemission spectroscopy
利用超高分辨激光光电子能谱(PES)和时间分辨激光光电子能谱(PES)的协同作用,研究了近藤绝缘体YbB $_{12}$的低能电子结构.前者证实了对应于该材料近藤温度的25-meV赝能隙,更重要的是,它揭示了在交叉温度$T^\ast \sim 110$ K以下发展的15-meV能隙和近藤峰特征。与此相一致的是,后者发现了一个非常长的复合时间,比$\sim$ $T^\ast$低100 ps。这是由于恢复动力学中的瓶颈导致的光激发载流子的清楚表现,这被解释为硬间隙的发展中的杂化间隙。
2015-10-12 cond-mat.str-el
Revelation of Mott insulating state in layered honeycomb lattice Li$_2$RuO$_3$
利用光电子能谱和能带结构计算研究了蜂窝晶格Li $_2$ RuO $_3$的电子结构中电子相关性的作用。具有Ru网络作为蜂窝晶格的单斜Li $_2$ RuO $_3$在T $_c$ $\sim$ 540 K下经历从高温相$C2/m$到低温二聚相$P2_1/m$的磁结构转变。室温价带光电子能谱显示出在费米能级处没有强度的绝缘基态($E_F$)。从高、低光子能价带光电子能谱中提取的Ru 4 $d$带表明,该体系的表面和体相电子结构非常相似。用广义梯度近似(GGA)计算能带结构得到金属基态,而屏蔽杂化(YS-PBE 0)泛函揭示了在几乎简并的$d_{zx}$ / $d_{yz}$轨道上开了一个能隙,而$d_{xy}$轨道已经有能隙. Ru 3 $d$芯能级谱具有明显的非屏蔽特征,这直接证明了Ru 4 $d$电子间的强电子相关性,并通过高分辨谱中$E_F$附近态密度(DOS)与$|E-E_F|^2$的关系得到证实,从而确定Li $_2$ RuO $_3$为Mott绝缘体.
2023-01-21 cond-mat.str-el
Ultrafast Evolution of Bulk, Surface and Surface Resonance States in Photoexcited Bi$_{2}$Te$_{3}$
我们利用圆二色性(CD)的时间和角度分辨光电子能谱(trARPES)来测量拓扑绝缘体(TI)Bi $_{2}$ Te $_{3}$中的飞秒电荷动力学。我们从拓扑表面态(TSS)和表面共振(SR)态检测到清晰的CD签名。在时间分辨测量中,独立于泵浦极化或强度,CD显示出一种动力学,该动力学提供了对Bi $_{2}$ Te $_{3}$未占用状态中未探索的电子演化的访问。特别是,我们能够解开非极化的电子动力学在体状态的自旋织构TSS和SR状态的飞秒时间尺度上。我们的研究表明,光激发主要涉及体态,其次是亚皮秒输运到表面。这提供了TSS和SR状态的弛豫过程中的带内和带间散射的基本细节。我们的研究结果揭示了SR在TI中体态和表面态之间微妙的超快相互作用中的重要作用。
2021-02-07 cond-mat.str-el physics.app-ph
Electronic structure of the two-dimensional Heisenberg antiferromagnet VOCl: a multi-orbital Mott insulator
利用光电子能谱和包含局域库仑排斥的密度泛函理论研究了二维Heisenberg反铁磁体VOCl的电子结构。从计算的交换积分和观察到的能量分散,我们认为,一维的磁性和电子性质的程度显着降低相比,同构化合物TiOCl和TiOBr。此外,我们的分析提供了确凿的理由,VOCl分类为多轨道莫特绝缘体。与钛基化合物相比,密度泛函理论能更好地描述其电子结构。然而,低能量的功能和详细的线条形状的定量帐户需要进一步的调查,包括动力学和空间相关性。
2009-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ambipolar doping-induced surface in-gap state on Mott-insulating Ca$_2$RuO$_4$
Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo(东京大学固体物理研究所);Roma Tre University(罗马第三大学);CNR-SPIN(意大利国家研究委员会自旋电子学研究所);Dipartimento di Fisica ”E.R. Caianiello”, Università di Salerno(萨莱诺大学E.R. Caianiello物理学系);Physik-Institut, Universität Zürich(苏黎世大学物理研究所)
通过双极掺杂在Mott绝缘体Ca$_2$RuO$_4$表面诱导能带内态,揭示了掺杂物与材料间相干态的杂化机制。
2026-02-17 cond-mat.str-el
Surface chiral Abelian topological order on multilayer cluster Mott insulators
University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Southeast University(东南大学);Peking University(北京大学);Collaborative Innovation Center of Quantum Matter(量子物质协同创新中心)
研究多层簇Mott绝缘体上表面手性阿贝尔拓扑序的形成及实验检测方法
2026-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el