S掺杂graphyne中的激子动力学与高温激子超流性
材料科学
2026-03-30 v1
摘要
S掺杂graphyne（S-GY）是一种最近合成的基于graphyne的二维碳同素异形体，为激子工程和相干多体相提供了有前景的平台。在此，我们使用GW近似和Bethe-Salpeter方程（BSE）研究单层S-GY的准粒子电子结构、光学响应和激子动力学。准粒子修正将基本带隙从（PBE）增大到，同时略微减小载流子有效质量。BSE光学响应揭示了强束缚激子，最低亮激子表现出的结合能，同时在热能尺度内存在一个近简并的暗激子。对倒空间中激子波函数的分析证实了具有明确定义的角动量特征的类氢Rydberg系列，以及室温下纳秒量级的辐射寿命，与过渡金属二硫化物单层相当。最后，我们构建了激子相图，并估计了交叉密度约为，低于该密度时激子气体表现为稀薄玻色系统，BKT超流相变得可及。我们估计1s激子在自由悬浮极限下的最大BKT转变温度约为，表明单层S-GY可能为graphyne基材料中的高温激子超流性提供有利条件。
引用
@article{arxiv.2603.25884,
title = {Exciton dynamics and high-temperature excitonic superfluidity in S-doped graphyne},
author = {Enesio Marinho and Alexandre C. Dias and Luiz A. Ribeiro and Maurizia Palummo and Cesar E. P. Villegas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.25884},
year = {2026}
}