双带系统中激子凝聚的奴隶转子方法

采用奴隶转子平均场（SRMF）理论研究扩展Falicov-Kimball模型（EFKM）中的激子形成。在该理论中，电荷与自旋（或轨道）自由度被视为由约束耦合的独立自由度。在单点及簇扩展中使用此形式体系，我们捕捉到了超越常规平均场理论的有效多体尺度。虽然激子形成受带间杂化$V$促进，但它受在位库仑相互作用$U$的强烈影响。超越临界杂化后，发生激子凝聚，有效地导致从金属到激子绝缘相的跨接。系统从金属变为激子绝缘态，激子序参量出现一阶跳跃。此外，激子平均值的行为不同于早先哈特里-福克平均场理论的结果。低$U$结果表明，激子序参量（$\Delta$）在单点与两点近似下跨越转变时均是连续的。对于簇情形，在中等$U$下转变变为弱一阶。另一方面，大$U$极限下簇情形显示连续转变，但在单点近似中仍为一阶。奴隶转子还指示了单点与簇情形下的激子金属区，而在簇理论的绝缘区中存在轨道液体。当两带具有相同宇称时，$\Delta-V$图显示阶梯状行为。对于簇近似，通过调节局域带的跳跃参数，可获得$\Delta-V$中从二阶到一阶的转变。