論文の概要: Theory of exciton-exciton interactions in crystalline systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.13246v1
- Date: Fri, 09 Oct 2026 08:56:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-13 04:06:29.486709
- Title: Theory of exciton-exciton interactions in crystalline systems
- Title（参考訳）: 結晶系における励起子-励起子相互作用の理論
- Abstract要約: 実質的に任意の結晶半導体系におけるエキシトン-エキシトン相互作用の理論を示す。
我々の理論は、現代の凝縮物質系におけるバイエクシトンスペクトルと励起多体相の正確な定量計算の道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Excitons are bound electron-hole pairs in semiconductors whose interactions influence optical properties and determine their collective behavior and emergent correlated phases. Despite the theoretical and experimental significance of these phenomena, a microscopic theory of exciton-exciton interactions that takes into account the full composite nature of these quasiparticles is lacking. Here, we present a general theory of exciton-exciton interactions that builds upon our previous publication [Physical Review B 113, 155440 (2026)], which applied only to conventional semiconductors with weak band hybridization. By contrast, the theory presented here is valid in virtually any crystalline semiconducting system and can be applied to the study of biexciton formation and correlated excitonic phases in systems where band topology, quantum geometry, and moiré effects play a significant role. In addition to the analytical theory, we also present results in simple systems with flat bands with a nontrivial quantum metric and show that the biexcitonic spectrum differs strongly from that in the case without quantum geometry. Our theory paves the way for accurate quantitative calculations of biexciton spectra and excitonic many-body phases in modern condensed-matter systems.
- Abstract（参考訳）: エクシトン(Exciton)は、相互作用が光学特性に影響を与え、それらの集合的挙動と創発的相関相を決定する半導体の電子-ホール対である。
これらの現象の理論的、実験的重要性にもかかわらず、これらの準粒子の完全な合成の性質を考慮に入れたエクシトン-エクシトン相互作用の顕微鏡理論は欠如している。
ここでは、これまでの論文に基づく励起子-励起子相互作用の一般的な理論を示す(Physical Review B 113, 155440 (2026))。
対照的に、ここで提示される理論は、事実上任意の結晶半導体系において有効であり、バンドトポロジー、量子幾何学、モアレ効果が重要な役割を果たす系のバイエクシトン形成と相関した励起相の研究に応用できる。
解析理論に加えて、非自明な量子計量を持つ平らなバンドを持つ単純なシステムにおいても結果を提示し、二励起スペクトルが量子幾何学のない場合と強く異なることを示す。
我々の理論は、現代の凝縮物質系におけるバイエクシトンスペクトルと励起多体相の正確な定量計算の道を開く。
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