論文の概要: Polaron formation in insulators and the key role of hole scattering processes: Band insulators, charge density waves and Mott transition

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.01377v1
• Date: Fri, 2 Aug 2024 16:36:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-05 12:48:28.938817
• Title: Polaron formation in insulators and the key role of hole scattering processes: Band insulators, charge density waves and Mott transition
• Title（参考訳）: 絶縁体中のポラロン形成と孔散乱過程の鍵となる役割:バンド絶縁体、電荷密度波、モット転移
• Authors: Ivan Amelio, Giacomo Mazza, Nathan Goldman,
• Abstract要約: 非相互作用性フェルミ海に浸漬された移動不純物は、フェルミオン媒質の隙間のない粒子ホール励起によって着る。 ポーラロンスペクトル関数は、下層のフェルミオン背景の顕著な特徴を示す。 これらのバンド系では、粒子と孔散乱位相空間が同値であることから、はしご近似が不正確なことが分かる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A mobile impurity immersed in a non-interacting Fermi sea is dressed by the gapless particle-hole excitations of the fermionic medium. This conventional Fermi-polaron setting is well described by the so-called ladder approximation, which consists in neglecting impurity-hole scattering processes. In this work, we analyze polaron formation in the context of insulating states of matter, considering increasing levels of correlation in the medium:~band insulators originating from external periodic potentials, spontaneously-formed charge density waves, and a Fermi-Hubbard system undergoing a metal-Mott insulator transition. The polaron spectral function is shown to exhibit striking signatures of the underlying fermionic background, such as the single-particle band gap, particle-hole symmetry and the transition to the Mott state. These signatures are identified within the framework of the Chevy ansatz, i.e. upon restricting the Hilbert space to single particle-hole excitations. Interestingly, we find that the ladder approximation is inaccurate in these band systems, due to the fact that the particle and hole scattering phase spaces are comparable. Our results provide a step forward in the understanding of polaron formation in correlated many-body media, which are relevant to both cold-atom and semiconductor experiments.
• Abstract（参考訳）: 非相互作用性フェルミ海に浸漬された移動不純物は、フェルミオン媒質の隙間のない粒子ホール励起によって着る。 この従来のフェルミ・ポラロン設定は、不純物-ホール散乱過程を無視するいわゆるはしご近似によってよく説明されている。 本研究では,金属-モット絶縁体遷移中の外部周期電位,自発的な電荷密度波,フェルミ-ハッバード系から生じる帯域絶縁体と媒体の相関関係を考慮し,物質絶縁状態の文脈におけるポーラロン生成を解析する。 ポーラロンスペクトル関数は、単一粒子バンドギャップ、粒子ホール対称性、モット状態への遷移など、基礎となるフェルミオン背景の顕著な符号を示す。 これらのシグネチャは、チェヴィアンザッツの枠組み、すなわちヒルベルト空間を単一粒子ホール励起に制限するときに特定される。 興味深いことに、これらのバンド系では、粒子と孔散乱位相空間が同等であるという事実から、はしご近似が不正確なことが分かる。 以上の結果から, 低温原子および半導体実験に関係した相関多体媒体におけるポラロン生成の理解を深めることができた。

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