范德瓦耳斯异质结构中关联电子-空穴流体的热力学行为
强关联电子
2023-06-26 v1
摘要
耦合的二维电子-空穴双层为研究凝聚态中强关联玻色-费米混合物提供了独特平台。空间分离层中的电子和空穴可束缚形成层间激子，即预期支持高温激子超流体的复合玻色子。当电子与空穴密度不等时，层间激子也可与过剩载流子强相互作用。在此，我们利用光学光谱定量探测MoSe2/hBN/WSe2异质结构中强关联电子-空穴流体的局域热力学性质。我们观察到在电子与空穴密度匹配时电子和空穴化学势的不连续性，这是激子绝缘体基态的确定性特征。该激子绝缘体在约的莫特密度下稳定，并具有约70 K的热电离温度。电子、空穴和激子化学势的密度依赖性揭示了整个相图中的强关联效应。与无相互作用的均匀电荷分布相比，关联效应导致电子-空穴流体中显著的吸引性激子-激子与激子-电荷相互作用。我们的工作凸显了强关联电子-空穴系统中可能出现的独特量子行为。
引用
@article{arxiv.2306.13265,
title = {Thermodynamic behavior of correlated electron-hole fluids in van der Waals heterostructures},
author = {Ruishi Qi and Andrew Y. Joe and Zuocheng Zhang and Yongxin Zeng and Tiancheng Zheng and Qixin Feng and Emma Regan and Jingxu Xie and Zheyu Lu and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Sefaattin Tongay and Michael F. Crommie and Allan H. MacDonald and Feng Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.13265},
year = {2023}
}