論文の概要: Superconductivity induced by strong electron-exciton coupling in doped atomically thin semiconductor heterostructures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.10726v2
- Date: Tue, 25 Jun 2024 17:34:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-26 21:00:07.838097
- Title: Superconductivity induced by strong electron-exciton coupling in doped atomically thin semiconductor heterostructures
- Title（参考訳）: ドープ原子状半導体ヘテロ構造における強電子-励起子結合による超伝導
- Authors: Jonas von Milczewski, Xin Chen, Atac Imamoglu, Richard Schmidt,
- Abstract要約: 原子状薄膜半導体における超伝導を誘導する機構について検討する。
トリオンの強いカップリング物理を考慮すると、有効電子-励起子相互作用は強い周波数と運動量に依存することが分かる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.774762581379568
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study a mechanism to induce superconductivity in atomically thin semiconductors where excitons mediate an effective attraction between electrons. Our model includes interaction effects beyond the paradigm of phonon-mediated superconductivity and connects to the well-established limits of Bose and Fermi polarons. By accounting for the strong-coupling physics of trions, we find that the effective electron-exciton interaction develops a strong frequency and momentum dependence accompanied by the system undergoing an emerging BCS-BEC crossover from weakly bound $s$-wave Cooper pairs to a superfluid of bipolarons. Even at strong-coupling the bipolarons remain relatively light, resulting in critical temperatures of up to 10\% of the Fermi temperature. This renders heterostructures of two-dimensional materials a promising candidate to realize superconductivity at high critical temperatures set by electron doping and trion binding energies.
- Abstract（参考訳）: 我々は,励起子が電子間の効果的なアトラクションを媒介する原子状薄膜半導体において,超伝導を誘導する機構について検討した。
我々のモデルは、フォノンを媒介とする超伝導のパラダイムを超えた相互作用効果を含み、ボースとフェルミのポーラロンの確立した限界に接続する。
トリオンの強いカップリング物理を考慮すると、有効電子-励起子相互作用は、弱結合の$s$-wave Cooper対から双極子の超流動体へのBCS-BECクロスオーバーが進行する系に付随して、強い周波数と運動量に依存することが分かる。
強いカップリングでもバイポーラロンは比較的軽いままであり、フェルミ温度の最大10倍の臨界温度となる。
このことは、2次元材料のヘテロ構造を電子ドーピングとトライアン結合エネルギーによって設定された高温で超伝導を実現するための有望な候補とする。
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