二维半狄拉克半金属中的激子配对与绝缘体相变

足够强的长程库仑相互作用可以在无隙狄拉克半金属中诱导激子配对，从而产生有限能隙并驱动半金属 - 绝缘体量子相变。这一现象与高能物理中的动力学手征对称性破缺非常相似。在大多数现实的狄拉克半金属（包括悬浮石墨烯）中，库仑相互作用太弱而无法打开激子能隙。库仑相互作用在二维半狄拉克半金属的低能区起着更为重要的作用，在该体系中费米子谱在一个动量分量上是线性的，而在另一个分量上是二次的，其作用强于狄拉克半金属，并确实导致了费米液体理论的失效。我们通过求解 Dyson-Schwinger 方程研究了二维半狄拉克半金属中的动力学激子能隙生成，并表明中等强度的库仑相互作用足以诱导激子配对。额外的短程四费米子耦合倾向于促进激子配对。在现有的半狄拉克半金属中，我们发现 TiO$_{2}$/VO$_{2}$ 纳米结构为实现激子绝缘体提供了一个有希望的候选者。我们还应用重正化群方法分析了无质量半狄拉克费米子与半金属 - 绝缘体量子临界点处激子序参量的量子临界涨落之间的强耦合，揭示了半狄拉克费米子的非费米液体行为。