三角烯 Kagome 晶格中激子绝缘体基态的证据
强关联电子
2023-01-18 v1 材料科学
摘要
已有理论预测半导体中的电子-空穴对激发能够产生一种高度关联的多体基态，即激子绝缘体（EI）。在低于临界温度（Tc）的适当条件下，强束缚的电子-空穴对自发形成，并经历从正常能带绝缘体到激子凝聚体的相变，将母体材料转变为一种新型关联绝缘体。尽管光谱学工具最近取得了进展，但关于 EI 态的清晰直接实验证据一直难以获得，且常常被伴随的电子效应所混淆。在此，我们展示了 [4]三角烯 Kagome 晶格的网状自下而上合成，这是一种二维（2D）共价有机框架（COF），被赋予了由一对平带（FBs）引起的刻意激子不稳定性，其激子结合能大于带隙。基于第一性原理计算和扫描隧道光谱（STS）的理论分析揭示了准粒子光谱特征，这些特征混合了 FBs 的价带（VB）和导带（CB）特性，以及一个只能通过引入多体理论来解释的非平凡半导体能隙。我们的研究结果从光谱学上证实了 FB 诱导的激子绝缘体基态的性质，并为探索量子材料中的关联准玻色子物理提供了一个稳健且高度可调的平台。
引用
@article{arxiv.2301.06171,
title = {Evidence for excitonic insulator ground state in triangulene Kagome lattice},
author = {Aidan Delgado and Carolin Dusold and Jingwei Jiang and Adam Cronin and Steven G. Louie and Felix R. Fischer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.06171},
year = {2023}
}
备注
25 pages, 10 figures