模型量子顺电体中的三阶介电化率

在钙钛矿量子顺电体背景下，我们研究了除标准偶极相互作用 $J_d$ 外四极相互作用 $J_q$ 的效应。我们在此聚焦于非线性介电响应 $\chi_{P}^{(3)}$，作为对四极（本例中为反四极）相互作用敏感的主要响应函数。我们采用三维量子四态晶格模型和平均场理论。结果表明，纳入中等强度的四极耦合（$J_q \sim {{1}\over{4}} J_d$）明显伴随着 $\chi_{P}^{(3)}$ 在量子温度 $T_Q$（量子顺电性行为开始出现处）附近由负到正的两次变号。我们将 $\chi_{P}^{(3)}$ 拟合到 SrTiO$_3$ 的最近实验数据，其中变号被确认在 $T_Q \sim 37 K$ 附近。