二维材料异质双层作为激子超流平台
介观与纳米尺度物理
2020-06-17 v2 材料科学
量子气体
计算物理
摘要
激子凝聚体长久以来在块体间接带隙半导体、量子阱和二维材料层中——均曾作为承载介质——被探寻。此处我们提出具有双间接重叠能带的本征稳定二维半导体异质结构，作为激子凝聚的最优平台。在筛选数百种二维材料后，我们确定了应由纯电子相互作用介导的自发激子凝聚的候选材料，异质对Sb2Te2Se/BiTeCl、Hf2N2I2/Zr2N2Cl2和LiAlTe2/BiTeI崭露前景。不同于激子凝聚受Peierls不稳定性阻碍的单层，或需外加电压掺杂从而本质上成为非平衡系统的其他双层，此处预言的化学特异性异质结构晶格匹配、不显示有害电子不稳定性，并呈现破缺的III型带隙，从而在任何栅压下的真平衡中提供最优载流子密度。所预言材料可用于触及电子-空穴相图的不同部分，包括BEC-BCS交叉，实现超流输运、类Josephson隧穿和无耗散电荷反向流中的诱人应用。
引用
@article{arxiv.1908.07513,
title = {Heterobilayers of 2D materials as a platform for excitonic superfluidity},
author = {Sunny Gupta and Alex Kutana and Boris I. Yakobson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.07513},
year = {2020}
}
备注
4 figure