相互作用链中协同 Jahn-Teller 效应的处理

研究锰氧化物中电子 - 声子相互作用的性质与后果是当前 интенсивно 进行的研究领域。在此，为了模拟表现出 C 型反铁磁性的锰氧化物中的电荷与轨道有序，我们研究了双带一维链在强和弱电子 - 声子耦合机制下的协同 Jahn-Teller 效应。这些链表现出轨道铁磁性，且仅有 $d_{z^2}$ 轨道被占据。在强耦合及反绝热机制下，利用一种考虑声子量子性质的受控解析非微扰处理方法，我们推导了单链以及相互作用等长链的有效极化子哈密顿量。由于协同效应，这些有效哈密顿量表现出占主导地位的次近邻跃迁（相较于通常的近邻跃迁）以及显著增强的近邻排斥作用。对于高达半填充的密度，通过调节电子 - 声子耦合，相互作用链 [单链] Jahn-Teller 系统会经历从电荷无序态到导电电荷密度波态的量子相变，其特征波矢分别为 $\vec{k} = (\pi ,\pi )$ [$k = \pi$]。另一方面，直至半填充，弱耦合分析揭示了一种从无序态到绝缘电荷密度波态的跃迁，其波矢量线性依赖于密度；该有序性是在涉及嵌套波矢处的动态非相互作用 susceptibility 和声子频率的 Peierls 不稳定性框架内进行分析的。我们的分析提供了一个通过实验测定电荷有序波矢量来识别锰氧化物中电子 - 声子耦合机制的机会。