Nature Communications：二维半金属中高温激子凝聚的证据
吴宗涵
2023-02-23
电子和空穴可以自发形成激子，并凝聚在半金属或半导体中，与稀原子气体相比，这种玻色凝聚可以在更高的温度下发生，在费米能级附近具有降低的库仑屏蔽的二维（2D）材料有望实现这样的系统。近日，来自上海交通大学物理与天文学院的Peng Chen等人基于角分辨光发射光谱（ARPES）测量，观察到了单层ZrTe2中带结构的变化伴以及约180 K时的相变。
文章要点：
1) 在转变温度以下，观察到带中心周围的间隙打开和超平坦带顶的出现，通过在表面上添加更多的层或掺杂剂引入额外的载流子密度，这种间隙和相变会被迅速抑制；
2) 此外，研究结果表明，在单层ZrTe2中形成了激子绝缘基态，并通过第一性原理计算和自洽平均场理论对该结果进行了合理化分析，这一工作为二维半金属中的激子凝聚提供了证据，并证实了强维度效应对固体中本征束缚电子-空穴对的形成。
参考资料：
Gao, Q., Chan, Yh., Wang, Y. et al. Evidence of high-temperature exciton condensation in a two-dimensional semimetal. Nat Commun 14, 994 (2023).
DOI: 10.1038/s41467-023-36667-x
https://doi.org/10.1038/s41467-023-36667-x
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