激子绝缘体与 Gross-Neveu 模型
强关联电子
2022-04-19 v1
摘要
我们引入一个广义 Gross-Neveu (GN) 模型来描述两种不同体系中的激子不稳定性：小交叠半金属 (SM) 与小能隙半导体 (SMC)，均考虑二维 (2d) 与三维 (3d) 情形。我们确定了激子序参量 (EOP)，并在 Large 极限方法中求得有效势，该方法下 GN 模型可被精确求解。我们得到了激子绝缘体 (EI) 的相图，其为温度、化学势、能带间交叠以及体系能隙的函数。我们表明，EI 可能发生一级或二级热相变，取决于逼近该相时所处的具体区间。我们还研究了在 SMC 区间中，二维与三维下精细调谐的激子量子临界点 (EQCP) 之上比热的热力学特征。我们指出 EQCP 是一类不同的临界点，因为尽管 EOP 在 EQCP 处消失，SMC 区间中始终存在有限能隙。我们发现，在高温下，比热可能呈现形式为 的标度行为，其中 为体系维度， 为动力学临界指数。极低温行为由于存在在激子相变中不消失的能隙而由主导的指数热激活项刻画。
引用
@article{arxiv.2112.07362,
title = {Excitonic insulators and Gross-Neveu models},
author = {Nei Lopes and Mucio A. Continentino and Daniel G. Barci},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.07362},
year = {2022}
}
备注
12 pages and 17 figures