热核涨落对能带隙重整化影响的光学表示
材料科学
2022-01-03 v3
摘要
由于核的动力学与量子涨落,绝缘材料的能带隙通过电子-声子相互作用以多种方式发生重整化。这些涨落效应在微扰的Allen-Heine-Cardona理论中利用Fan-Migdal项与Debye-Waller项的公式加以考虑。然而,这些公式中的材料依赖性并不清晰。因此,本研究聚焦于Debye-Waller项的解析形式,发现该项可利用动量矩阵重新表述。此外,发现光学选择定则发挥作用。对于金刚石型材料,Debye-Waller项可近似分解为光学跃迁能量、核均方位移与偶极跃迁概率的乘积。如我们的第一性原理计算所揭示,该分解在附加近似下亦可应用于闪锌矿型材料。因此,若干材料的Debye-Waller项的大小可在进行电子-声子相互作用计算之前利用基本物理量进行估算。
引用
@article{arxiv.2108.07384,
title = {Optical representation of thermal nuclear fluctuation effect on band-gap renormalization},
author = {Kohei Ishii and Jun Haruyama and Osamu Sugino},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.07384},
year = {2022}
}