晶格势中的强关联量子粒子是各种量子绝缘体的构建模块——例如,莫特相位和密度波破坏了晶格对称性。玻色子和费米子系统都可以达到这样的集体态。为了进一步扩大可获得的量子物质相的光谱,混合两种物质在理论上很有吸引力,因为密度有序会与相分离竞争。
索邦大学François Dubin等通过将中性(类玻色子)和带电(类费米子)偶极激子限制在GaAs双层的人工正方形晶格中来操纵这样的玻色-费米混合物。
本文要点:
(1)
在酉晶格填充时,当带电激子的分数约为(1/3,1/2,2/3)时,强的种间和种内相互作用稳定绝缘相。空穴因此被激子占据的晶格位置捕获,产生类似费米子的带电激子(CX)。随着电荷控制降低到超低残留掺杂水平,我们通过分别控制中性和带电激子填充νX和νCX实现了玻色–费米HM。在(νX + νCX) = 1处,作者揭示了在(1/3,1/2,2/3)附近νCX的分数值的不可压缩状态。作者发现光谱证据表明中性和带电激子实现了交替的条纹DWs。
(2)
因此,作者证实了丰富多样的量子绝缘体可以被玻色-费米混合物所利用。
参考文献:
Lagoin, C., Suffit, S., Baldwin, K. et al. Dual-density waves with neutral and charged dipolar excitons of GaAs bilayers. Nat. Mater. (2022).
DOI: 10.1038/s41563-022-01409-9
https://doi.org/10.1038/s41563-022-01409-9