二维 Peierls/Su-Schrieffer-Heeger 极化子

具有不同类型电子-声子耦合的极化子具有根本不同的性质。当主导相互作用存在于电子密度与晶格位移之间时，基态的动量不改变，且在强耦合下极化子呈指数级变重。相比之下，一维 Peierls/Su-Schrieffer-Heeger (PSSH) 极化子，其相互作用源于位移调制的跳跃，具有基态动量向有限值偏移以及随耦合增强有效质量保持适中值的特点 [Phys. Rev. Lett. 105, 266605 (2010)]。基于图蒙特卡洛方法，我们研究了 PSSH 极化子的反常性质是否依赖于位移调制跳跃的类型，以及它们在更高维度中能在多大程度上保持。我们研究了两种不同的 PSSH 模型：玻色自由度分别位于二维平方晶格的格点（模型 A）和键（模型 B）上。对于模型 A，我们发现无论是在绝热区还是中间区，基态动量都作为耦合强度的函数经历从零到有限值的连续转变。该转变由色散函数的二次不稳定性驱动，意味着有效质量在临界点发散，随后随耦合增强以各向异性的方式减小。出乎意料地，对于模型 B，基态动量始终保持在零，且有效质量随耦合单调增加。该增加远非指数级，并在强相互作用下趋于平缓，导致相对较轻的极化子。在强耦合区具有轻极化子对于高温超导的双极化子机制至关重要 [Phys. Rev. Lett. 121, 247001 (2018)]。