Coherent order parameter oscillations in the ground state of the excitonic insulator Ta(2)NiSe(5).
Coherent order parameter oscillations in the ground state of the excitonic insulator Ta(2)NiSe(5).
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DOI：
10.1126/sciadv.aap8652
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发表时间：
2018-03
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Kaiser S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Werdehausen D;Takayama T;Höppner M;Albrecht G;Rost AW;Lu Y;Manske D;Takagi H;Kaiser S
超快光谱揭示了激子绝缘体中声子耦合激子的相干振荡。激子绝缘体是一个有趣的电子相的凝聚激子。一个突出的候选者是小带隙半导体Ta2NiSe5，其中的激子被认为经历了类似玻色-爱因斯坦凝聚的跃迁。然而，在这种材料中存在相干凝聚态的直接实验证据仍然缺失。这种状态的直接指纹将是对其集体模式的观察，这相当于超导体中的希格斯和戈德斯通模式。我们报告了在Ta2NiSe5的激子绝缘体相中存在相干振幅响应的证据。利用短激光脉冲的非线性激励，我们确定了凝聚态的声子耦合状态，可以理解为一种新的振幅模式。凝聚态密度的贡献证实了电子驱动相变的图像，并表征了激子绝缘体的瞬态序参数作为温度和激发密度的函数。
Ultrafast spectroscopy reveals coherent oscillations of a phonon-coupled BEC of excitons in an excitonic insulator. The excitonic insulator is an intriguing electronic phase of condensed excitons. A prominent candidate is the small bandgap semiconductor Ta2NiSe5, in which excitons are believed to undergo a Bose-Einstein condensation–like transition. However, direct experimental evidence for the existence of a coherent condensate in this material is still missing. A direct fingerprint of such a state would be the observation of its collective modes, which are equivalent to the Higgs and Goldstone modes in superconductors. We report evidence for the existence of a coherent amplitude response in the excitonic insulator phase of Ta2NiSe5. Using nonlinear excitations with short laser pulses, we identify a phonon-coupled state of the condensate that can be understood as a novel amplitude mode. The condensate density contribution substantiates the picture of an electronically driven phase transition and characterizes the transient order parameter of the excitonic insulator as a function of temperature and excitation density.
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