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一维、二维和三维材料晶格动力学的普遍不变性与平衡条件

介观与纳米尺度物理 2022-11-17 v2 材料科学 计算物理

摘要

振动模式的长波行为在材料的载流子输运、声子辅助光学性质、超导性以及热力学和热电性质中起着核心作用。在此,我们给出晶格势的普遍不变性与平衡条件;这些条件可恢复低维材料中弯曲声子的二次色散,与长波弯曲模式的现象学模型一致。我们还证明,对于任意低维材料,弯曲模式在真空方向上可具有纯面外极化,并在长波极限下具有二次色散。此外,我们提出了一种有效方法,用于处理具有非零玻恩有效电荷的晶体中的不变性条件,其中长程偶极-偶极相互作用对晶格势和应力张量产生贡献。我们的方法成功应用于158种二维材料的声子色散,凸显了其在低维材料声子介导性质研究中的关键相关性。

关键词

引用

@article{arxiv.2209.09520,
  title  = {General invariance and equilibrium conditions for lattice dynamics in 1D, 2D, and 3D materials},
  author = {Changpeng Lin and Samuel Poncé and Nicola Marzari},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2209.09520},
  year   = {2022}
}

备注

14 pages, 7 figures for main text, 52 pages with supplementary information