金属性 BaBiO$_3$ 中声子动力学和电荷响应的微观建模

我们使用最近提出的线性响应理论框架内的微观建模，研究了金属性 BaBiO$_{3}$ 在其简单立方相（其中出现 $T_{c}$ 高达 32 K 的超导性）中的完整声子色散、声子态密度、某些声子诱导的电子电荷分布以及异常软模的电荷涨落 (CF)。该理论方法已成功应用于铜氧化物高温超导体 (HTSC)、简单离子晶体 (NaCl, MgO) 和钙钛矿氧化物 (SrTiO$_{3}$, BaTiO$_{3}$)。它非常适合具有强离子键合组分的材料，尤其是“离子”金属。特别地，我们研究了实验上在超导掺杂 Ba$_{0.6}$K$_{0.4}$BiO$_{3}$ 中发现的、与氧的呼吸振动相关的巨声子异常，这些异常类似于在高 $T_{c}$ 铜氧化物中观察到的。我们探索了这些异常的起源，并将其归因于位移氧离子与离子型 CF（主要是 Bi6s 和 Bi6p 轨道）的强非局域耦合。这表明这两个态在费米能级处的重要性。从从头算刚性离子模型 (RIM) 出发，我们计算了材料中最重要的电子极化过程（即 CF 和偶极涨落 (DF)）对晶格动力学和电荷响应的影响。在线性响应理论中考虑这些电子自由度，我们获得了与测量的声子色散，特别是强声子异常的良好一致性。