薄膜拓扑绝缘体中的激子能隙生成

在本工作中，我们分析了三维时间反演不变拓扑绝缘体薄膜在强耦合区下的激子能隙生成。我们首先通过投影 3+1 维量子电动力学，写出 2+1 维的有效规范理论。在该方法内，我们得到一个短程相互作用（具有类 Thirring 项的形式）和一个长程相互作用。材料的两个表面态之间的相互作用诱导出一个激子能隙。通过在强耦合极限下使用大-$N$ 近似，我们发现激子态存在动力学质量生成，它保持时间反演对称性，并与我们模型的动力学手征对称性破缺相关。这种对称性破缺仅发生在费米子味数小于 $N_{c}\approx 11.8$ 时。我们的结果表明，包含完整的动力学相互作用强烈地改变了激子凝聚出现的临界味数，因此不可忽略。