解开二氧化钒中的莫特-派尔斯之谜
强关联电子
2020-03-18 v2
摘要
二氧化钒是被研究最多的强关联材料之一。尽管如此，电子关联与晶格效应之间的纠缠阻碍了对金红石金属到单斜绝缘体相变的全面描述，进而引发了长期存在的“先有鸡还是先有蛋”的争论：究竟是莫特局域化还是派尔斯畸变先发生。在此，我们提出该问题事实上表述不当：电子关联与晶格振动共同稳定了单斜绝缘体，因此必须同时考虑二者才不会遗漏 VO 物理中的重要部分。具体而言，我们设计了一个包含全部重要物理要素的 VO 最小模型：电子关联、多轨道特征，以及在单斜绝缘体中凝聚的双分量反铁畸变模。我们在绝热玻恩-奥本海默近似下通过动力学平均场理论求解该模型。与金属-绝缘体相变的一阶特征一致，玻恩-奥本海默势具有丰富的势貌，其极小值对应于未畸变相与四个等价的畸变相，并转化为同样丰富的热力学行为，我们通过蒙特卡洛方法予以揭示。值得注意的是，我们发现一个畸变金属相侵入到低温度畸变绝缘体与高温度未畸变金属之间，这为备受争议的单斜金属相实验证据提供了新的见解。
引用
@article{arxiv.1906.10632,
title = {Unraveling the Mott-Peierls intrigue in Vanadium dioxide},
author = {Francesco Grandi and Adriano Amaricci and Michele Fabrizio},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.10632},
year = {2020}
}
备注
19 pages, 9 figures