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Nonmonotonic plasmon dispersion in strongly interacting Coulomb Luttinger liquids

机译：非单调等离激元在强相互作用库仑Luttinger液体中的分散

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摘要

We demonstrate that the plasmon in one-dimensional Coulomb interacting electron fluids can develop a finite-momentum maxon-roton-like nonmonotonic energy-momentum dispersion. Such an unusual nonmonotonicity arises from the strongly interacting 1/r Coulomb potential going beyond the conventional band linearization approximation used in the standard bosonization theories of Luttinger liquids. We provide details for the nonmonotonic plasmon dispersion using both bosonization and random-phase approximation theories. We also calculate the specific heat including the nonmonotonicity and discuss possibilities for observing the nonmonotonic plasmon dispersion in various physical systems, including semiconductor quantum wires, carbon nanotubes. and the twisted bilayer graphene at subdegree twist angles, which naturally realize one-dimensional domain-wall states. We provide results for several different models of long-range interaction showing that the nonomonotonic charge collective mode dispersion is a generic phenomenon in one-dimensional strongly interacting electron systems.
机译：我们证明一维库仑相互作用电子流体中的等离激元可以发展出有限动量maxon-roton样非单调能量动量色散。这种不寻常的非单调性是由于强烈相互作用的1 / r库仑电势超出了Luttinger液体的标准玻色化理论中使用的常规能带线性化近似而引起的。我们使用玻化和随机相位近似理论提供了非单调等离振子弥散的详细信息。我们还计算了包括非单调性的比热，并讨论了在包括半导体量子线，碳纳米管在内的各种物理系统中观察非单调等离子体扩散的可能性。并以亚度扭曲角扭曲双层石墨烯，自然实现了一维畴壁状态。我们提供了几种不同的远程相互作用模型的结果，这些结果表明非单调电荷集体模式色散是在一维强相互作用电子系统中的普遍现象。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2020年第7期|075430.1-075430.8|共8页
  • 作者

    Yang-Zhi Chou; Sankar Das Sarma;

  • 作者单位

    Condensed Matter Theory Center and Joint Quantum Institute Department of Physics University of Maryland College Park Maryland 20742 USA;

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