无外场二维双层膜中的激子绝缘体与超流
介观与纳米尺度物理
2023-08-10 v2
摘要
我们探索了一种实现激子绝缘体的新平台，即由二维Janus材料构成的范德华（vdW）双层膜。在先前的研究中，II型异质双层膜是通过使用外部栅极调节能带对齐来达到激子绝缘态的。相比之下，当前工作中的Janus双层膜代表了本征激子绝缘体。我们首先进行第一性原理计算，以获得双层膜的准粒子能带结构、屏蔽库仑相互作用以及层间激子结合能。然后，利用这些第一性原理导出的量构建激子凝聚体的类BCS哈密顿量。通过求解平均场能隙方程，我们确定了16种具有绝缘基态和超流特性的vdW Janus双层膜。我们的计算揭示了一类新的先进材料，它们可能在低温下展现出新颖的激子相，并凸显了层间杂化、自旋轨道耦合和介电屏蔽之间微妙的竞争关系，这些因素共同决定了它们的性质。
引用
@article{arxiv.2212.09677,
title = {Excitonic insulators and superfluidity in 2D bilayers without external fields},
author = {Fredrik Nilsson and Mikael Kuisma and Sahar Pakdel and Kristian S. Thygesen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.09677},
year = {2023}
}
备注
5 figures, 10 pages