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通过反铁磁绝缘体的磁子介导间接激子凝聚

介观与纳米尺度物理 2019-10-21 v3

摘要

位于绝缘势垒两侧并经历吸引库仑相互作用的电子与空穴可自发形成称为间接激子凝聚体的相干态。我们研究一种三层系统,其中势垒为反铁磁绝缘体。此处电子与空穴还通过界面耦合于反铁磁磁子而额外相互作用。我们表明,利用磁学上未补偿的界面,可通过改变反铁磁绝缘体厚度单个原子层,将磁子介导的相互作用设计为吸引或排斥。我们推导了间接激子凝聚临界温度TcT_c的解析表达式。在我们的模型中,各向异性被发现对实现有限TcT_c至关重要,且TcT_c随反铁磁体块体中交换相互作用强度增大而升高。对于实际材料参数,我们估计TcT_c约为7 K,与当前仅由库仑相互作用提供吸引的实验可实现激子凝聚同数量级。磁子介导相互作用有望与库仑相互作用协同促进间接激子凝聚,从而提供一种显著提升激子凝聚温度区间的手段。

关键词

引用

@article{arxiv.1904.12699,
  title  = {Magnon-Mediated Indirect Exciton Condensation through Antiferromagnetic Insulators},
  author = {Øyvind Johansen and Akashdeep Kamra and Camilo Ulloa and Arne Brataas and Rembert A. Duine},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1904.12699},
  year   = {2019}
}

备注

7+13 Pages, 2+1 figures. Added discussion of retardation effects. Accepted for publication in Phys. Rev. Lett