时变电场中 Berry 相位极化的动力学
材料科学
2009-11-10 v2
摘要
我们考察由均匀电场 E(t) 或由固体哈密顿量中其他参数快速变化产生的极化电流 J(t)=dP/dt。对于初始绝缘体体系且在无碰撞条件下演化，动态极化 P(t) 可由 King-Smith-Vanderbilt 几何相位公式的非绝对性版本给出。这导致 Schrodinger 方程的一个计算便利形式，其中电场由在 reciprocal 空间离散网格上处理的线性标量势描述。足够弱的静电场中的平稳解为 Nunes 和 Gonze 能量泛函的局部极小值。只有在临界电场以下（该电场与 k 点密度成反比）才存在此类解；在更高电场下，它们成为长期存活的共振态，可通过逐渐增加 E 动态获得。作为示例，我们计算了在 dc 偏置电场下的介电常数，用于描述 E(t) 中阶跃函数突变对极化响应的响应，显示了 Franz-Keldysh 效应。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0309259,
title = {Dynamics of Berry-phase polarization in time-dependent electric fields},
author = {Ivo Souza and Jorge Iniguez and David Vanderbilt},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0309259},
year = {2009}
}
备注
Significant changes in the section containing the numerical results