强关联半填充Mott-Hubbard链的光学吸收

在关于半填充Peierls畸变链中电子光学吸收的三篇文章的最后一篇中，我们研究了大在位相互作用$U$极限下的二聚化扩展Hubbard模型。当Hubbard相互作用远大于带宽$W$和最近邻相互作用$V$时，电荷动力学由Harris-Lange模型恰当描述。该模型可以精确映射到一个无自旋自由费米子模型，这些费米子位于宽度为$W$的平行(Hubbard)能带中，这些能带最终被Peierls分裂。为了确定低温下的相干吸收特征，我们设计并采用了“无反冲近似”，在该近似中，我们假设光学激发过程中传递给自旋自由度的动量转移只能是$\Delta q_S=0$或$\Delta q_S=\pi/a$。我们给出了在晶格二聚化$\delta$和最近邻相互作用$V$存在下，Néel态和二聚态的相干光学吸收的显式解析结果。我们发现，对于$V=0$，光学吸收的相干部分由$\omega=U$处的单峰以及$W\delta\leq |\omega-U| \leq W$范围内宽而弱的吸收带组成。在Néel态中，$\omega=U$处的中心峰仅在$\delta=0$时消失。对于显著的最近邻相互作用$V>W/2$，几乎所有的谱权重都转移到$\Delta q_C=0$激子和$\Delta q_C=\pi/a$激子上，它们的相对谱权重非常敏感地依赖于基态的晶格和自旋二聚化。