垂直堆叠偶极激子层中的集体层间配对与对超流性
介观与纳米尺度物理
2022-07-27 v2 量子气体
强关联电子
摘要
层状玻色偶极流体被提出可承载层间分子束缚态的凝聚体,但其实验观测一直难以实现。受两项近期实验工作[Hubert et al., Phys. Rev. X 9, 021026 (2019) 与 D. J. Choksy et al., Phys. Rev. B 103 045126 (2021)]的启发,我们使用数值精确的量子蒙特卡洛计算,从理论上研究了垂直堆叠间接激子(IX)层中集体层间配对的实验特征。我们发现,与每层相关的IX能量移动随密度不平衡的演化呈现非平凡行为,遵循非单调趋势并在密度平衡处出现跳跃不连续,这被认定为层间IX分子能隙。该行为区分了层间束缚对超流与不同层中独立偶极凝聚。考虑有限温度与有限密度不平衡条件,我们发现了一系列Berezinskii--Kosterlitz--Thouless(BKT)相变,先进入对超流体,然后仅在更低温度下进入两层的完全超流。我们的结果可为GaAs双量子阱(DQW)双层结构中的现有实验观测提供理论解释。此外,为在未来研究中优化配对动力学的可见性,我们给出了分析,提出了在GaAs和过渡金属硫族化物(TMD)双层DQW异质结构中可清晰观测到集体层间配对与对超流性的现实实验设置。
引用
@article{arxiv.2202.11754,
title = {Collective interlayer pairing and pair superfluidity in vertically stacked layers of dipolar excitons},
author = {Michal Zimmerman and Ronen Rapaport and Snir Gazit},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.11754},
year = {2022}
}
备注
Published version