铜铁氧化物中相干动态小极子脱定位
材料科学
2025-10-22 v2 化学物理
摘要
小极子仍是利用过渡金属氧化物制造高效器件的关键瓶颈。如何工程化小极子与电子态及晶格模的耦合，以控制载流子局域化的途径尚不清晰。本文利用瞬态极端紫外反射光谱测量铜铁氧化物中小极子的形成过程，并将其与现实参数化的Holstein模型的理论预测进行比较，证明极子局域化取决于其与声子浴中高频与低频分量的耦合程度。我们测得，小极子形成发生在约100 fs的尺度上，与其他Fe(III)化合物相当。在形成之后，小极子通过Fe-O层之间的相干晶格膨胀以及与周围Fe(IV)态的电荷共享，发生动态脱定位。我们的仿真结果表明，极子形成的时间尺度主要由两大因素决定：声子密度以及声学模与光学模之间的再组织能分布，这与实验发现相吻合。我们的工作对如何利用极子宿主材料中的电子-结构耦合以抑制极子效应以实现各种应用提供了详细的实时观察。
关键词
引用
@article{arxiv.2510.16222,
title = {Coherent and Dynamic Small Polaron Delocalization in CuFeO$_{2}$},
author = {Jocelyn L. Mendes and Srijan Bhattacharyya and Chengye Huang and Jonathan M. Michelsen and Isabel M. Klein and Finn Babbe and Thomas Sayer and Tianchu Li and Jason K. Cooper and Hanzhe Liu and Naomi S. Ginsberg and Andrés Montoya-Castillo and Scott K. Cushing},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.16222},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 26 figures