Физика Низких Температур: Том 46, Выпуск 5 (Май 2020), c. 556-565    ( к оглавлению , назад )

Переход в фазу «суперсолид» в двумерном разреженном газе электрон-дырочных пар

Д.В. Филь

Институт монокристаллов НАН Украины, пр. Науки, 60, г. Харьков, 61072, Украина
Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина,пл. Свободы, 4, г. Харьков , 61022, Украина
E-mail: fil@isc.kharkov.ua

С.И. Шевченко

Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины пр. Науки, 47, г. Харьков, 61103, Украина
E-mail: shevchenko@ilt.kharkov.ua

Статья поступила в редакцию 16 декабря 2019г., опубликована онлайн24 марта 2020 г.

Анотація

В межах підходу, що базується на формалізмі когерентних станів Л.В. Келдиша, описано перехід з однорідного надплинного стану в стан «суперсолід» у розрідженому двовимірному газі електрон-діркових пар з просторово розділеними компонентами. Провісником такого переходу є поява мінімуму ротонного типу в спектрі колективних збуджень, який при збільшенні відстані між шарами чи густини пар торкається осі абсцис, що сигналізує про нестійкість системи відносно появи просторової модуляції густини пар. Знайдено, що дещо раніше відбувається перехід першого роду в гексагональну фазу «суперсолід». Теорію розвинуто для довільного співвідношення між ефективними масами електрона та дірки й вона не містить феноменологічних констант. Побудована фазова діаграма системи в змінних «хімічний потенціал пар — відстань між шарами». Показано, що при фазовому переході виникає стрибок середньої густини конденсату. Встановлено, що при збільшенні хімічного потенціалу неоднорідна фаза розбивається на області з великою густиною, які оточені лініями, на яких густина обертається в нуль, також ці лінії утворюють суцільну сітку.

Ключові слова: електрон-діркові спаровування, екситонна надплинність, суперсолід