Ảnh hưởng của phonon lên tính chất hàm cảm ứng Exciton trong mô hình Falicov-Kimball mở rộng

Chỉ số đề mục

Lĩnh vực nghiên cứu

10102 - Toán học ứng dụng

Dạng tài liệu

Tác giả

Đỗ Thị Hồng Hải⁽¹⁾, Nguyễn Dương Bộ, Phan Văn Nhâm⁽²⁾

Nhan đề

Ảnh hưởng của phonon lên tính chất hàm cảm ứng Exciton trong mô hình Falicov-Kimball mở rộng

Nhan đề tiếng anh

Effects of phonons on the properties of the excitonic susceptibility function in the extended Falicov-Kimball model

Nguồn trích

Tạp chí khoa học và công nghệ - Trường Đại Duy Tân

Năm xuất bản

2022

Số

50

Trang

55-62

ISSN

1859-4905

Từ khóa

Ngưng tụ exciton, Hàm cảm ứng exciton, Mô hình Falicov-Kimball mở rộng, Tương tác điện tử - phonon, Tần số phonon.

Từ khóa tiếng anh

Excitonic condensate state, The excitonic susceptibility function, The extended Falicov-Kimball model, the electron-phonon interaction, the phonon frequency

Tóm tắt

Sự chuyển pha trạng thái ngưng tụ exciton trong mô hình Falicov-Kimball mở rộng có tương tác điện tử - phonon được khảo sát thông qua nghiên cứu tính chất của hàm cảm ứng exciton. Bằng gần đúng trường trung bình, chúng tôi đã thu được hệ phương trình tự hợp cho phép xác định các giá trị kỳ vọng, từ đó tính được hàm cảm ứng exciton. Kết quả tính số khẳng định vai trò quan trọng của phonon trong việc thiết lập trạng thái ngưng tụ exciton trong hệ ở nhiệt độ thấp. Giảm tần số phonon thì nhiệt độ tới hạn cho chuyển pha trạng thái ngưng tụ exciton tăng lên. Hệ tồn tại trong trạng thái ngưng tụ exciton khi hằng số tương tác điện tử - phonon đủ lớn và thế tương tác Coulomb trong khoảng giữa hai giá trị tới hạn. Giảm tần số phonon hay tăng hằng số tương tác điện tử - phonon thì vùng ngưng tụ exciton được mở rộng.

Tóm tắt tiếng anh

Excitonic condensate state transition in the extended Falicov-Kimball model involving the electron - phonon interaction is addressed by considering properties of the excitonic susceptibility function. In the framework of the mean-field theory, we have derived a set of self-consistent equations, which allows us to determine the excitonic susceptibility. Numerical results indicate the role of phonon in establishing excitonic condensate state in the system at low temperature. Decreasing the phonon frequency, the excitonic condensate critical temperature increases. The system exists in an excitonic condensate state if the electron-phonon coupling is large enough and the Coulomb interaction is in between two critical values. Decreasing the phonon frequency or increasing the electron-phonon coupling, the excitonic condensed region is expanded.

Kí hiệu kho

TTKHCNQG, CVv 416

File toàn văn

Xem toàn văn

Tài liệu tham khảo

[1] V.-N. Phan, K. W. Becker, and H. Fehske. (2013), Exciton condensation due to electron-phonon interaction.,Phys. Rev. B, 88, 205123
[2] Thi-Hong-Hai-Do, Huu-Nha-Nguyen, Thi-Giang Nguyen and Van-Nham Phan. (2016), Temperature effects in excitonic condensation driven by the lattice distortion.,Physica Status Solidi B 253, 1210.
[3] Min-Jae Kim (2020), Phononic soft mode behavior and a strong electronic background across the structural phase transition in the excitonic insulator Ta2NiSe5.,Physical Review Research 2, 042039(R).
[4] F. Weber (2011), Electron-phonon coupling and the soft phonon mode in TiSe2.,Phys. Rev. Lett., 107, 266401.
[5] P. Wachter. (2018), Exciton Condensation and Superfluidity in TmSe0.45Te0.55.,Advances in Materials Physics and Chemistry, 8, 120-142.
[6] P. Wachter, B. Bucher. (2013), Exciton condensation and its influence on the specific heat.,Physica B, 408, 51.
[7] F. X. Bronold; H. Fehske. (2006), Possibility of an excitonic insulator at the semiconductorsemimetal transition.,Phys. Rev. B 74, 165107
[8] Jinwon Lee (2019), Strong interband interaction in the excitonic insulator phase of Ta2NiSe5.,Physical Review B 99, 075408.
[9] K. Sugimoto (2018), Strong Coupling Nature of the Excitonic Insulator State in Ta2NiSe5.,Phys. Rev. Lett. 120, 247602.
[10] Đỗ Thị Hồng Hải, Phan Văn Nhâm. (2018), Giản đồ pha trạng thái ngưng tụ exciton trong mô hình Falicov-Kimball mở rộng có tương tác điện tử – phonon.,Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Duy Tân 6 (31), 95–100
[11] Đỗ Thị Hồng Hải, Phan Văn Nhâm (2018), Tính chất hàm phổ trong mô hình Falicov-Kimball mở rộng có tương tác điện tử – phonon: Sự hình thành trạng thái điện môi exciton.,Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Duy Tân 6 (31), 89–94.
[12] Thi-Hong-Hai Do, Huu-Nha Nguyen and Van-Nham Phan. (2019), Thermal Fluctuations in the Phase Structure of the Excitonic Insulator C-harge Density Wave State in the Extended Falicov-Kimball Model.,Journal of Electronic Materials 48, 2677.
[13] Thi-Hong-Hai-Do, Dinh-Hoi-Bui, Van-Nham Phan (2017), . (2017). Phonon effects in the excitonic condensation induced in the extended Falicov Kimball model.,Europhysics Letters 119, 47003.
[14] H. Cercellier (2007), Evidence for an excitonic insulator phase in 1T-TiSe2.,Phys. Rev. Lett. 99, 146403
[15] C. Monney (2010), Temperature-dependent photoemission on 1T-TiSe2: Interpretation within the exciton condensate phase model.,Phys. Rev. B, 81, 155104.
[16] F. J. Di Salvo, D. E. Moncton, J. V. Waszczak. (1976), Electronic properties and superlattice formation in the semimetal TiSe2.,Phys. Rev. B, 14, 4321.
[17] T. Kaneko, T. Toriyama, T. Konishi, Y. Ohta. (2013), Orthorhombic-tomonoclinic phase transition of Ta2NiSe5 induced by the Bose-Einstein condensation of excitons.,Phys. Rev. B, 87, 035121.
[18] B. Zenker, D. Ihle, F. X. Bronold, H. Fehske. (2010), On the existence of the excitonic insulator phase in the extended Falicov-Kimball model: A SO(2)-invariant slave-boson approach.,Phys. Rev. B, 81, 115122.
[19] N. V. Phan, H. Fehske, and K. W. Becker. (2011), Excitonic resonances in the 2D extended FalicovKimball model.,Europhys. Lett, 95, 17006
[20] D. Ihle, M. Pfafferott, E. Burovski, F. X. Bronold, H. Fehske. (2008), Bound state formation and nature of the excitonic insulator phase in the extended Falicov-Kimball model.,Phys. Rev. B, 78, 193103.
[21] R. Knox, in: F. Seitz, D. Turnbull (1963), Solid State Physics,Academic Press, New York, p. Suppl. 5 p. 100
[22] N. F. Mott. (1961), The transition to the metallic state.,Philos. Mag. 6, 287