弦状激发区域中的声子与玻色峰

偏离谐波晶体范式的固体材料在比热和振动态密度方面表现出相对于德拜理论预测的特征异常。玻色峰（振动态密度中低于德拜定律$g(\omega) \propto \omega^2$的低频过剩）是其中最著名的；然而，其起源仍是激烈争论的主题。最近的模拟工作提供了强有力的证据，表明局域的一维弦状激发可能是玻色峰的微观起源。在这项工作中，我们研究了与具有指数分布尺寸的振动一维弦状激发（如模拟中所观察到的）相互作用的声学声子的动力学。我们表明，弦状激发强烈地重整化声子传播子，并自然地在振动态密度中诱导出玻色峰异常，对应于无色散的玻色峰平坦模式的出现。此外，声子-弦状激发相互作用导致声衰减的显著增强和玻色峰频率附近声速的下降，与实验和模拟数据一致。在该模型内预测了玻色峰频率和强度的定性趋势，并显示与先前的观察结果吻合良好。总之，我们的结果用一个简单的理论模型证实了Hu和Tanaka最近的模拟结果，该结果声称玻色峰源于弦状激发动力学。