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Quantum Monte Carlo simulations of exciton condensates

机译：激子凝聚体的量子蒙特卡罗模拟

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We have studied scattering states and thermodynamic properties of electron-hole systems. Starting from the constituent electrons and holes and Coulomb interactions, we have used quantum Monte Carlo simulation techniques to sample properties of wavefunctions and thermal density matrices. We have studied three types of systems: (1) the scattering of two excitons, with full-quantum treatment of the four constituent particles, (2) the thermodynamic equilibrium of 14 electron-hole pairs having two spin states for each particle, which form excitons and biexcitons at low temperatures, and (3) the thermodynamic equilibrium of 27 spin-polarized electron-hole pairs, which form a dilute exciton gas that undergoes Bose condensation at low temperatures. We compare our results with predictions of the Saha equation for exciton and biexciton formation, and Bogoliubov theory for the energy of the dilute Bose gas of excitons. We also discuss the outlook for future quantum Monte Carlo simulations on these systems. (c) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.
机译：我们研究了电子-空穴系统的散射状态和热力学性质。从组成电子和空穴以及库仑相互作用开始，我们已使用量子蒙特卡罗模拟技术对波函数和热密度矩阵的性质进行采样。我们研究了三种类型的系统：（1）两个激子的散射，对四个组成粒子进行全量子处理，（2）14个电子-空穴对的热力学平衡，每个电子对具有两个自旋态，形成激子和双激子在低温下，以及（3）27个自旋极化电子-空穴对的热力学平衡，形成了稀薄的激子气体，在低温下会发生玻色子凝聚。我们将结果与Saha方程的激子和双激子形成预测以及Bogoliubov理论的激子稀Bose气体能量进行了比较。我们还将讨论这些系统上未来的量子蒙特卡洛模拟的前景。 （c）2004 Elsevier Ltd.保留所有权利。

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