单带Mott绝缘体Nb₃Cl₈和激子绝缘体Ta₂Pd₃Te₅

Speaker

Prof. Tian Qian

Institute of Physics, CAS

Time

10：00am, January 16, 2024

Place

Material Science and Research Building B902

钱天，中国科学院物理研究所研究员。2001和2006年获得中国科学技术大学学士和博士学位，之后在韩国国立釜山大学和日本东北大学做博士后，2009年加入中科院物理所。利用角分辨光电子能谱（ARPES）实验技术研究拓扑材料和关联体系的电子结构。研究成果入选“Physical Review”系列期刊125周年纪念论文集、物理学年度十大突破和八大亮点工作、四次入选中国科学十大进展和中国十大科技进展新闻。在Nature、Nat. Phys.、Phys. Rev. X、Phys. Rev. Lett.、Nat. Commun.、Sci. Adv.上合作发表论文35篇，其中通讯或第一作者论文21篇，在Rev. Mod. Phys.、Nat. Rev. Phys.等期刊上合作撰写拓扑物态研究的综述。基于拓扑物态的研究获得2020年中国科学院青年科学家奖和第四届Sir Martin Wood中国物理科学奖，基于铁基超导的研究获得国家自然科学奖二等奖（排名第四）。

Abstract

随着拓扑能带理论的快速发展，通过第一性原理计算已经预测了大量的拓扑材料，其中关联效应引起的新奇物理现象引起了广泛的关注。我们结合理论计算、ARPES及其它多种实验手段，在拓扑材料中揭示了两个典型的关联电子体系。在呼吸型kagome结构的Nb₃Cl₈中，费米能级处半填满的平带上电子-电子相互作用导致Mott绝缘体态。该能带孤立于其它能带并且具有单轨道成分，可以被单带Hubbard模型理想地描述【1】。在Ta₂Pd₃Te₅中导带和价带间的电子-空穴相互作用导致激子绝缘体基态，其中电子对称性破缺仅诱导轻微的晶格畸变，明显不同于此前的激子绝缘体候选材料中电子和晶格自由度的强耦合【2】。

【1】Hechang Lei,^* Youguo Shi,^* Hongming Weng,^* Tian Qian,^*et al., Phys. Rev. X 13, 041049 (2023).

【2】Dong Su,^* Youguo Shi,^* Zhijun Wang,^* Tian Qian,^*et al., arXiv:2312.14455