石墨素中激子能隙产生与无序散射的竞争

我们研究了石墨素中由强库仑相互作用引起的激子能隙产生的无序效应。通过求解动力学费米子能隙 $m$ 与无序散射率 $\Gamma$ 的自洽耦合方程，我们在相互作用强度 $\lambda$ 与无序强度 $g$ 构成的平面上发现了一条临界线。相图被划分为两个区域：在 $\lambda$ 大而 $g$ 小的区域，$m \neq 0$ 且 $\Gamma = 0$；在另一个区域，对于非零的 $g$，$m = 0$ 且 $\Gamma \neq 0$。特别地，有限的费米子能隙与有限的散射率不能共存。这些结果意味着激子能隙产生与无序散射之间存在强烈的竞争。当包含额外的接触四费米子相互作用时，该结论并不改变。对于足够大的 $\lambda$，增长的无序可能驱动从激子绝缘体到金属的量子相变。