电子与激子极化激元耦合系统：屏蔽、动力学效应与超导性

玻色-费米系统，例如电子与激子或激子极化激元的混合物，被广泛讨论为承载多种引人入胜现象的候选体系，包括极化子形成、拖曳效应、超固态与超导性。在本工作中，假设半导体激子与腔光子之间处于强耦合 regime，我们发展了多体理论方法，以处理此类混合物中不同物种间各类相互作用的相互影响，其中我们考虑了光学微腔内玻色-爱因斯坦凝聚的激子极化激元与二维电子气的动力学密度响应。正如先前所预期，在足够高的极化激元密度下，系统激发谱的下杂化模获得一个旋子极小值，使系统在旋子不稳定性附近易于发生超导配对。我们分析了在电子气中由极化激元-BEC 介导的超导可能性，考虑了能隙完整的动量与频率依赖性，以及在忽略动量依赖性的 Eliashberg 方法中，以及在舍弃频率依赖性与动力学效应的 Bardeen-Cooper-Schrieffer 方法中。考虑 Thomas-Fermi 与随机相位近似中的相互作用屏蔽，我们估计在不稳定性附近的超导临界温度不高于 0.1 K。作为耦合极化激元-电子系统的可能实现，我们考虑了半导体量子阱与二维过渡金属硫族化合物。