修改 Hubbard 模型介导的介电响应：含中性-离子态和佩尔尔斯相变
强关联电子
2009-11-10 v1
摘要
在静电场 F 下作用于一维有机电荷转移 (CT) 盐的佩尔尔斯-Hubbard 模型中，研究其偶极矩 P(F) 的介电响应。通过对 N=14 和 N=16 个原子站点有限系统进行精确计算，得到 P(F) 的结果，并在可变形晶格受佩尔尔斯相变条件下，几乎收敛于无限链。对于刚性堆积结构，电子极化率 per 站点 \alpha_{el} = (\partial P/\partial F)_0 在 \delta=0 时的中性-离子相变处发散，但在 \delta>0 的二级化链中保持有限。佩尔尔斯或二级化模式与沿堆积方向的电荷涨落耦合，导致较大的振动贡献 \alpha_{vib}，其与 \partial P/\partial \delta 相关，并在佩尔尔斯相变处尖锐峰值。将 P(F) 拓展至相关电子态，可得到包含中性-离子态或佩尔尔斯相变的介电响应 \kappa，其中发现 \kappa >100 的峰值，参数取自用于变离子率 \rho 和 CT 盐振动光谱的先前值。计算得到的 \kappa 能解释基于取代 TTF (四硫代啶醚) 和取代 CA (氯苯) 的 CT 盐的介电响应。晶格刚度在模型中的作用显而易见：软系统在小 \rho 时出现佩尔尔斯不稳定，连续横跨大 \rho；而像 TTF-CA 这样刚性堆积结构，则在 \rho 的离子率出现不连续时发生一次相变，同时为中性-离子态和佩尔尔斯相变。这些相变通过实验中的温度或压力调节绝缘体的电子基态，或通过计算中的模型参数来实现。
关键词
引用
@article{arxiv.cond-mat/0401261,
title = {Dielectric response of modified Hubbard models with neutral-ionic and Peierls transitions},
author = {Zoltan G. Soos and Sharon A. Bewick and Andrea Peri and Anna Painelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0401261},
year = {2009}
}
备注
10 pages, 9 figures; J.Chem.Phys., in press