电荷转移绝缘体 ErFeO3 中的反绝热小极化子形成
材料科学
2023-07-17 v1 强关联电子
摘要
小极化子形成在一系列凝聚态系统中占主导地位。小极化子通常从基态输运和热涨落的角度研究，但小极化子也可由光激发脉冲式产生。晶格的时间响应与局域电子关联可由此分离，例如利用瞬态 XUV 光谱。迄今为止，光激发小极化子形成仅被观测为绝热的。极化晶格的重整化能足够大，使得第一次电子-光学声子散射事件就在无明显载流子热化的情况下产生小极化子。在此，我们利用瞬态 XUV 光谱，通过抑制稀土正铁氧体晶格中铁中心八面体来测量反绝热极化子形成。测得小极化子历经相邻 Fe3+-Fe2+ 位点间多次相干电荷跳跃事件，耗时数皮秒形成，该时间尺度比先前材料长一个数量级以上。所测得的光学声子、电子关联与在位晶格形变之间的相互作用，清晰刻画了材料中反绝热小极化子输运的发生方式。测量还证实了 Holstein 与 Hubbard-Holstein 模型的预言：为实现反绝热性，电子跳跃积分必须大于重整化能。此外，测量强调了在输运或光激发应用中控制小极化子时，考虑动力学电子关联（而非仅晶格几何变化）的重要性。
引用
@article{arxiv.2307.07143,
title = {Antiadiabatic Small Polaron Formation in the Charge Transfer Insulator ErFeO3},
author = {Ye-Jin Kim and Jocelyn L. Mendes and Young Jai Choi and Scott K. Cushing},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.07143},
year = {2023}
}