费米面嵌套与金属中电荷密度波的起源
材料科学
2009-11-13 v2
摘要
由费米面嵌套诱导电荷密度波（CDW）的概念源于 Peierls 关于纯一维金属中电子不稳定性的思想，现常被应用于真实低维材料中的电荷有序。该观点认为，若费米面轮廓沿观测到的 CDW 波矢量平移后重合，则该 CDW 被视为源于嵌套。我们表明，在大多数情况下，此过程缺乏预测能力，因为费米面要么未在正确的波矢量处发生嵌套，要么在错误的矢量处表现出更强的嵌套。我们论证指出，观测到的电荷有序相变中仅有极小部分（如果有的话）是 Peierls 不稳定性的真正类比，因为即使略微偏离完美嵌套条件，电子不稳定性也极易被破坏。以典型 CDW 材料 NbSe、TaSe和 CeTe为例，我们展示了此类条件几乎从未得到满足，且 CDW 相实际上是结构相变，由电子与离子子系统的协同作用驱动，即\textbf{q}依赖的电子 - 声子耦合起着不可或缺的作用。我们还从数学上证明，原始的 Peierls 构造极为脆弱，不太可能适用于真实材料。我们论证认为，CDW 与非公度晶格转变之间不存在有意义的区分。
引用
@article{arxiv.0708.1744,
title = {Fermi surface nesting and the origin of Charge Density Waves in metals},
author = {M. D. Johannes and I. I. Mazin},
journal= {arXiv preprint arXiv:0708.1744},
year = {2009}
}
备注
Text changed, new Figures added