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Pump-probe spectroscopy of the one-dimensional extended Hubbard model at half filling

Sugimoto, Koudai und Ejima, Satoshi (2023) Pump-probe spectroscopy of the one-dimensional extended Hubbard model at half filling. Physical Review B, 108 (19). American Physical Society. doi: 10.1103/PhysRevB.108.195128. ISSN 2469-9950.

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Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.108.195128

Kurzfassung

By utilizing time-dependent tensor-network algorithms in the infinite matrix-product-state representation, we theoretically investigate the pump-probe spectroscopy of the one-dimensional extended Hubbard model at half filling. Our focus lies on nonequilibrium optical conductivity and single-particle excitation spectra. In the spin-density-wave (SDW) phase, we identify an in-gap state in the nonequilibrium optical conductivity due to the formation of excitons (or doublon-holon pairs), generated by the pulse through nonlocal interactions. In the strong-coupling regime, we discern additional multiple in-gap and out-of-gap states. In the charge-density-wave (CDW) phase, we detect not only an in-gap state but also a finite Drude weight, which results from the dissolution of charge order by photoexcitation. Analyzing time-dependent single-particle excitation spectra directly in the thermodynamic limit confirms the origin of these new states in the SDW and CDW phases as the excitation of newly emerged dispersions. We illustrate that the pump-probe spectroscopy simulations in the thermodynamic limit furnish unambiguous spectral structures that allow for direct comparison with experimental results, and the integration of nonequilibrium optical conductivity and time- and angle-resolved photoemission spectroscopy provides comprehensive insights into nonequilibrium states.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/200009/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Pump-probe spectroscopy of the one-dimensional extended Hubbard model at half filling
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sugimoto, KoudaiNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-1738-7796NICHT SPEZIFIZIERT
Ejima, Satoshisatoshi.ejima (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5331-9961148468073
Datum:14 November 2023
Erschienen in:Physical Review B
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:108
DOI:10.1103/PhysRevB.108.195128
Verlag:American Physical Society
ISSN:2469-9950
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Nonequilibrium dynamics, extended Hubbard model, tensor-network algorithms
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Quantencomputing
Standort: Hamburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Softwaretechnologie
Institut für Softwaretechnologie > High-Performance Computing
Hinterlegt von: Ejima, Satoshi
Hinterlegt am:11 Dez 2023 10:18
Letzte Änderung:11 Dez 2023 10:18

Verfügbare Versionen dieses Eintrags

  • Pump-probe spectroscopy of the one-dimensional extended Hubbard model at half filling. (deposited 11 Dez 2023 10:18) [Gegenwärtig angezeigt]

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