三维无隙半导体的激子不稳定性：大N理论
强关联电子
2016-04-07 v2 介观与纳米尺度物理
高能物理 - 理论
摘要
具有二次能带接触的三维无隙半导体，如HgTe、α-Sn或Pr₂Ir₂O₇，被认为由于长程电子-电子相互作用而表现出非费米液体基态。我们论证该态固有地不稳定，会自发形成（拓扑）激子绝缘体。这种不稳定性可以用临界费米子数N_c来参数化。当N < N_c时，旋转对称性自发破缺，系统在能谱中打开一个能隙，并具有有限的向列序参量。在1/N展开和静态近似下，与(2+1)维量子电动力学中动力学质量生成问题的类比给出N_c = 16/[3π(π-2)]。考虑到重要的动力学屏蔽效应，我们发现N_c ≥ 2.6(2)，因此安全地高于物理值N = 1。我们讨论了向列基态的一些实验后果。
引用
@article{arxiv.1509.01737,
title = {Excitonic instability of three-dimensional gapless semiconductors: Large-N theory},
author = {Lukas Janssen and Igor F. Herbut},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.01737},
year = {2016}
}
备注
6 pages, 1 figure, v2: section on experimental implications expanded, references added, published version