激子绝缘体的第一性原理设计综述
材料科学
2025-11-03 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
激子绝缘体（EI）是一种超过60年仍未被确认的理论提案。它是一种纯量子现象，涉及激子在量子力学中的自发生成以及激子在量子统计中的自发凝聚。此时，激子代表了基态而非传统的激发态。因此，候选材料的稀缺性是导致目前尚无被认可EI的关键因素。本综述从EI的诞生开始，概述当前领域的发展情况及主要挑战。我们then聚焦于基于第一性原理Bethe-Salpeter方案的最新进展，特别是基于暗激子规则引导的材料筛选。它不仅为实现直接带隙和宽带隙半导体中的激子不稳定性开辟了新途径，也导致发现诸如半EI和自旋三重EI等新型物质态。最后，我们将展望可能导致首个被认可EI的研究路径，两方面论述计算和理论层面的可能性。
引用
@article{arxiv.2510.27231,
title = {First-principles design of excitonic insulators: A review},
author = {H. W. Qu and H. T. Liu and Y. C. Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.27231},
year = {2025}
}