Intermediate regime in Tetrathiafulvalene-Chloranil (TTF-CA) pressure-induced neutral-ionic transition
本文报道了四硫富瓦烯-四氯苯醌(TTF-CA)混合堆电荷转移(CT)晶体的压力诱导中性离子相变(NIT)的详细光谱研究。我们表明,压力引起的相变仍然是一阶的,并涉及到一个中间无序相的存在下,定义由两个物种的共存不同的离子性。进一步施加压力逐渐将该相转化为具有单一离子性的均匀铁电相。此外,我们检测到强烈的pretransitional现象,预期的中间阶段,并表示的前体动态政权占主导地位的波动。
2007-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant infrared intensity of the Peierls mode at the neutral-ionic phase transition
本文给出了中性离子相变的修正哈伯德模型的精确对角化结果。Peierls模式的基态势能面和红外强度指向强的非线性电子-声子耦合,其效应由电子不稳定性的接近度而不是电子相关性主导。在铁电转变时的Peierls模的巨大红外强度与混合堆叠有机晶体的介电常数的温度依赖性有关。
2002-02-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase Transition in a One-Dimensional Extended Peierls-Hubbard Model with a Pulse of Oscillating Electric Field: I. Threshold Behavior in Ionic-to-Neutral Transition
通过求解含时薛定谔方程,计算了混合堆叠有机电荷转移复合物TTF-CA的一维扩展Peierls-哈伯德模型的电荷密度和晶格位移的光致动力学.将振荡电场的脉冲并入转移积分的Peierls相。通过改变脉冲的频率、幅度和持续时间,研究了光致跃迁的非线性和合作特性。当二聚离子相被光激发时,通过绘制作为总能量增量的函数的最终电离度,清楚地观察到阈值行为。在阈值光激发以上,当关闭电场后,电子态达到中性态,分子间距相等。该转变是由亚稳中性畴的成核引发的,对于亚稳中性畴,频率低于线性吸收峰的电场比频率在线性吸收峰处的电场更有效。当脉冲较强且较短时,电荷转移与二聚化的消失在同一时间尺度上发生。当脉冲变得弱而长时,二聚化诱导的极化是无序的,以在电荷转移发生之前平均恢复反转对称性,从而使系统中性。因此,顺电离子相通过弱电场瞬时实现。结果表明,红外线也诱导了离子-中性跃迁,其特征为阈值行为。
2004-08-13 cond-mat.str-el
Photoinduced intradomain dynamics and nonthermal switching of metastable states in the one-dimensional extended Peierls-Hubbard model
采用精确对角化方法研究了四硫富瓦烯- $p$ -四氯苯醌体系光诱导相变初始阶段的微观动力学。我们首先证明了一维扩展Peierls-哈伯德模型具有一个中性相和一个离子相,中性相的离子性小,二聚作用可以忽略不计,离子相的离子性适中,二聚作用也可以忽略不计。除了这些阶段,我们发现了一个双电离阶段,我们称之为“偶极子”阶段具有较强的二聚。这些基态相位的特征在于各种序参量和Zak相位,这是相关的电子极化。我们进一步探讨了由短单周期光脉冲触发的三个阶段的微观动力学。电子序参量和晶格位移表明,中性-离子,离子-中性,和偶极-离子跃迁诱导。此外,在随时间变化的光谱密度和泵浦-探测电导率中观察到明显的光谱变化。光谱的详细分析表明,相干电荷转移弦的产生通过多光子吸收和激发态和亚稳态基态在新的晶格位置的超快动力学的关键作用。
2022-03-04 cond-mat.str-el
Evolution of ferroelectricity in tetrathiafulvalene-p-chloranil as a function of pressure and temperature
本文用压变红外光谱研究了四硫富瓦烯-对氯苯醌(TTF-CA)混合堆电荷转移络合物从中性到离子的相变。通过跟踪CA分子的C=O反对称伸缩模,我们精确地确定了TTF-CA在压力-温度相图中的离子性。在任何点TTF-CA晶体只承担一个单一的离子性;没有共存区域或外来高压相。我们的研究结果揭示了新的光的作用,电子-声子相互作用的中性离子的转变。
2014-06-24 cond-mat.str-el
Interchain coupling effects on photoinduced phase transitions between neutral and ionic phases in an extended Hubbard model with alternating potentials and an electron-lattice coupling
在考虑电子-晶格耦合和交变电势的准一维扩展哈伯德模型中研究了混合堆电荷转移复合物链内电荷转移光激发引起的离子-中性和中性-离子相变动力学.对于链间耦合,我们使用以前估计TTF-CA(TTF=四硫富瓦烯,CA=四氯苯醌)的电子-电子相互作用。光激发由振荡电场的脉冲引入。电子部分采用含时Hartree-Fock近似,晶格部分采用经典近似。在离子-中性跃迁中,转移的电荷密度是光激发密度的强非线性函数,其特征在于存在阈值。与TTF-CA中的那些相当的大量链间耦合,在过渡期间的链间相关性是强的。即使通过减小电场的幅度延迟了附近链中的中性畴的成核,它们也同时生长。在链间耦合较弱的情况下,只有当电场的振幅较大时,生长过程才同相。因此,实验观察到的宏观中性离子域边界的相干运动被允许出现这种大量的链间耦合。相反,在中性到离子的转变中,转移的电荷密度几乎是光激发密度的线性函数。链间电子-电子相互作用使该函数略有非线性,但不合作的情况几乎没有变化,与实验结果一致。
2006-04-07 cond-mat.str-el
Charge order and possible bias-induced metastable state in the organic conductor β-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6: effects of structural distortion
本文从理论上研究了准二维有机导体β-(meso-DMBEDT-TTF)2 PF_6 [DMBEDT-TTF=二甲基二(亚乙基二硫)四硫富瓦烯]中的电荷序和非线性导电。在Hartree-Fock近似下,采用扩展的哈伯德模型,考虑Peierls型和Holstein型电子-晶格相互作用,研究了结构畸变对实验观测到的棋盘电荷序及其偏压诱导熔化的影响.结构畸变是实现电荷有序性的重要因素。由非平衡格林函数方法得到的电流-电压特性表明,电荷有序的绝缘状态转变为导电状态。虽然电荷的顺序和晶格畸变在很大程度上抑制在阈值电压,它们仍然是有限的,即使在导电状态。我们讨论的相关性的结果,实验观察,特别是一个可能的偏见引起的亚稳态。
2013-10-25 cond-mat.str-el
Possible Metastable State Triggered by Competition of Peierls State and Charge Ordered State
在一维四分之一填充哈伯德模型中,考虑了Peierls基态及其竞争的亚稳态,模型中存在最近邻排斥相互作用V和电子-声子相互作用(\propto 1/K,K为弹性常数).由平均场方法,我们得到了参数V和K平面上的基态相图。在大的V和K下,实现了自旋密度波和电荷有序的共存状态。随着K的降低,它表现出向非常规Peierls态的一级相变,该态由键心电荷密度波态描述。在Peierls基态相图的大范围内,存在能量相对于晶格畸变取局部极小值的亚稳态。在此基础上,我们讨论了(EDO-TTF)_{2} PF_{6}化合物中的光诱导相。
2008-01-12 cond-mat.str-el
Asymmetric electron-phonon interactions in the three-band Peierls-Hubbard model
利用冻结声子内的量子蒙特卡罗(QMC)方法,研究了半呼吸O $(π,0)$声子模对三带Peierls-哈伯德模型基态性质的影响.我们的模拟进行离子和共价电子-声子耦合。晶格位移对基态能量和电荷波动的影响在空穴和电子掺杂的情况下在幅度上是相似的。然而,晶格位移对磁性的影响是相当不同的。在空穴掺杂的情况下,归一化的次近邻铜-铜自旋相关显着修改的离子和共价电子-声子耦合。另一方面,在电子掺杂的情况下,观察到小得多的影响。不同的自旋-声子耦合,结合自旋袋图片的准粒子,可以解释一个强大的质量重整化效应在p型铜氧化物和较弱的效果在n型铜氧化物。
2003-09-16 cond-mat.str-el
Phase Transition in a One-Dimensional Extended Peierls-Hubbard Model with a Pulse of Oscillating Electric Field: III. Interference Caused by a Double Pulse
为了研究TTF-CA复合物在一维扩展哈伯德模型中离子-中性和中性-离子跃迁之间的差异,我们在含时薛定谔方程中引入了振荡电场的双脉冲,并改变了两个脉冲之间的间隔和强度.当二聚离子相被光激发时,由于电荷密度和晶格位移的相干性,可以清楚地观察到干涉效应。即,在朝向中性相位的过程中,如果间隔是光晶格振动周期的倍数,则两个脉冲彼此相长干涉,而如果间隔是周期的半奇数倍,则它们相消干涉。由于相干性也很强,所以干扰很强,特别是当脉冲很强且很短时。同时,当中性相被光激发时,当脉冲较弱时,干涉效应几乎不可见或微弱观察到。由于随机相位的存在,光致晶格振荡是不相干的。双脉冲引起的干涉强度是区分这两种跃迁以及评价电荷密度和晶格位移相干性的关键量。
2004-08-13 cond-mat.str-el
Growth Dynamics of Photoinduced Domains in Two-Dimensional Charge-Ordered Conductors Depending on Stabilization Mechanisms
从理论上研究了准二维有机导体θ-(BEDT-TTF)2 RbZn(SCN)4[BEDT-TTF=bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene]和α-(BEDT-TTF)2 I3中水平条纹电荷序的光诱导熔化.通过数值求解含时薛定谔方程,在Hartree-Fock近似下研究了各向异性三角晶格上扩展Peierls-哈伯德模型的光诱导动力学.与α-(BEDT-TTF)2 I3相比,θ-(BEDT-TTF)2 RbZn(SCN)4的电荷序的熔化需要更多的能量,这是由于θ-(BEDT-TTF)2 RbZn(SCN)4具有更大的稳定化能。在电荷有序态的局域光激发后,光致畴的生长表现出各向异性。在θ-(BEDT-TTF)_2RbZn(SCN)_4中,磁畴几乎不向垂直于水平条纹的方向扩展。这是因为空穴丰富的条纹上的所有分子在一个方向上旋转,而空穴贫乏的条纹上的分子在另一个方向上旋转。它们均匀地调制水平连接的转移积分,逐条稳定电荷顺序。在α-(BEDT-TTF)2 I3中,晶格畸变局部稳定了电荷有序性,使得它容易被局部光激发削弱。光致畴确实在平面内扩展。这些结果与最近通过飞秒反射光谱法观察到的结果一致。
2009-12-24 cond-mat.str-el
Ferroelectric phase transition, ionicity condensation, and multicriticality in charge transfer organic complexes
为了阐明准一维混合堆电荷转移(CT)络合物TTF-CA的一种新的压温相图,我们研究了准一维自旋1的Blume-Emery-Griffith(BEG)模型.除了局部电荷转移能和叠层间极性(偶极-偶极)相互作用外,我们还考虑了叠层间电致伸缩效应。使用自洽链平均场论,其中堆栈内的自由度是由传输矩阵方法精确地处理,我们再现的气-液-固相对应的中性(N),顺电离子(IPDMATHABMM),铁电离子(I $_{\rm{ferro}}$)相,分别类似的相图。我们也给出了一个解释的实验观察到的多临界行为和随之而来的不连续的层间晶格收缩TTF-CA。
2003-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nature of the Peierls- to Mott-insulator transition in 1D
为了阐明从Peierls带绝缘体到关联Mott-Hubbard绝缘体的跃迁物理过程,我们利用准精确数值方法分析了一维半填充Holstein-哈伯德模型的基态和光谱性质.在绝热极限下,该跃迁与离子哈伯德模型的能带到莫特绝缘体的跃迁有关。取决于电子-声子耦合和哈伯德相互作用的强度的过渡是一阶或不断演变的中间阶段与有限的自旋,电荷,和光学激发间隙。
2002-11-11 cond-mat.str-el
Magnetic excitations in an ionic spin-chain system with a non-magnetic ferroelectric instability
磁和介电之间的互相关有望提供新的涌现现象。本文用$^1$ H-NMR研究了铁电基态的有机给体-受体自旋链系统TTF-BA的磁激发。在53 K时,NMR位移和核自旋弛豫速率$T_1^{-1}$的急剧下降标志着具有铁电有序的铁电相变。值得注意的是,NMR位移和$T_1^{-1}$的分析表明,TTF-BA中的顺磁自旋磁化率基本上被抑制,从预期的1D海森堡自旋。我们认为,自旋-晶格耦合和铁电不稳定性的协同作用,促进了具有铁电不稳定性的离子自旋系统中的非对称极性单态的形成。
2020-10-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of Lattice and Molecular Phonons on Photoinduced Neutral-to-Ionic Transition Dynamics in Tetrathiafulvalene-$p$-Chloranil
对于混合堆电荷转移复合物四硫富瓦烯- $p$ -四氯苯醌(TTF-CA)的中性-离子跃迁附近的电子态和光生电荷动力学,我们综述了Peierls耦合对晶格声子调制转移积分和Holstein耦合对分子振动调制位点能量的影响。前者稳定了离子相,减少了相变中的不连续性,而后者稳定了中性相,增强了不连续性。为了重现实验观察到的离子性,光学电导率和光致电荷动力学,这两个耦合是定量的重要。特别是,形成高度稳定的中性相的强Holstein耦合对于离子相是具有大离子性的莫特绝缘体是必要的。与所观察到的光致电荷动力学的比较表明,存在的字符串的晶格二聚在中性相以上的转变温度。
2011-06-10 cond-mat.str-el
Nonlinear Conduction by Melting of Stripe-Type Charge Order in Organic Conductors with Triangular Lattices
本文通过条形电荷序的熔化,从理论上讨论了准二维有机导体θ-(BEDT-TTF)2X [BEDT-TTF=bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene]的非线性导电机制.用非平衡格林函数方法研究了金属电极上的扩展Peierls-哈伯德模型。一个新的电流-电压特性出现在一个共存的状态下的条纹型和nonstripes 3倍的电荷订单,其中所施加的偏压主要是通过减少晶格畸变的条纹型电荷订单融化,而3倍的电荷订单生存。这两种不同电荷序的对比响应与实验观察一致。
2011-08-31 cond-mat.str-el
Charge, Lattice, and Spin Dynamics in Photoinduced Phase Transitions from Charge-Order-Insulator to Metal in Quasi-Two-Dimensional Organic Conductors
为了阐明在准二维有机导体$ θ$中观察到的电荷序的不同光诱导熔化动力学,(BEDT-TTF)$_2$ RbZn(SCN)$_4$和$ α$ -(BEDT-TTF)$_2$ I $_3$ [BEDT-TTF=bis(亚乙基二硫代)四硫富瓦烯],我们在精确的多-各向异性三角晶格上扩展Peierls-哈伯德模型中与经典声子耦合的电子波函数。在这两种盐中,所谓的水平条纹电荷顺序是由最近邻排斥相互作用和电子晶格相互作用稳定的。在$ θ$ -(BEDT-TTF)$_2$ RbZn(SCN)$_4$(缩写为$ θ$ -RbZn)中,由于晶格畸变引起的稳定化能量较大,因此需要吸收较大量的能量用于电荷和晶格序的熔化。光生电荷动力学表现出复杂的行为,由于大量的近简并本征态参与。这与晶格未畸变时的高结构对称性有关。在$ α$ -(BEDT-TTF)$_2$/$_3$(缩写为$ α$ -I $_3$)中,晶格稳定化能较小,并且较小量的能量足以熔化电荷和晶格有序,导致金属相。光生电荷动力学表现为正弦振荡。在$ α$ -I $_3$中,低结构对称性确保了空穴富集位点之间的近自旋单线态键,其中自旋相关性甚至在光激发后仍然存在。
2009-12-25 cond-mat.str-el
Enhanced lattice fluctuations prior to a nonmagnetic ferroelectric order in an ionic spin-chain system
利用$^{79}$ Br-NQR光谱研究了施主-受主离子型莫特绝缘体TTF-BA的微观晶格态,探讨了自旋、电荷和晶格之间的交叉关联涨落。与晶格二聚化的铁电转变被捕获的临界指数$β$为0.40的NQR线分裂,如在3D伊辛普适类中所预期的,和在转变温度$T_\mathrm{c}$为53 K的自旋-晶格弛豫速率$T_1^{-1}$中的峰形成。值得注意的是,$T_1^{-1}$不遵守传统的$T^2$法律预期的拉曼过程中的声子,甚至远远高于$T_\mathrm{c}$,这表明出现了非凡的晶格波动。它们很可能与TTF-BA的顺电和顺磁相的极性涨落有关,并解释了先前观察到的被严重抑制的顺磁自旋磁化率,这被证实是由于在铁电有序之前的局部自旋单线态配对[K. Sunami $et$ $al$ .,2,043333(2020)]。
2021-03-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase Competition, Solitons, and Domain Walls in Neutral-Ionic Transition Systems
从理论上全面研究了一维中性-离子跃迁系统中的相竞争和激发。从玻色化哈密顿量的半经典处理出发,我们研究了中性态(N)、铁电离子态(I $_\mathrm{ferro}$)和顺电离子态(I $_\mathrm{para}$)之间的竞争。当考虑涨落引起的高阶可公度性势时,它们之间的相变可以成为一阶相变。特别地,N和I $_\mathrm{ferro}$之间的一阶相边界的描述使我们能够分析N-I $_\mathrm{ferro}$畴壁。明确地描述了在这三个阶段中的孤子激发和它们的形成能的评估跨越相边界。根据拓扑荷和自旋对孤子和畴壁激发的性质进行了分类。在分子中性离子过渡系统的实验观察的相关性进行了讨论。我们将四硫富瓦烯- $p$ -四氯苯醌(TTF-CA)在高温区的压力诱导跃迁归因于从N到I $_\mathrm{para}$态的跃迁,并讨论了其结果。
2016-09-09 cond-mat.str-el
Quantum transport of topological spin solitonsin a one-dimensional organic ferroelectric
我们报道了一维有机盐TTF-QBr $_3$ I的介电、磁性和超声性质。这表明TTF-QBr $_3$ I在量子临界区表现出铁电自旋Peierls(FSP)态。在FSP态中,电荷、自旋和晶格的耦合导致自旋孤子作为拓扑缺陷的出射激发。令人惊讶的是,即使在低温下,孤子也是高度移动的,尽管它们通常是固定的,因为钉扎。我们的结果表明,强量子涨落增强附近的量子临界点,使孤子运动的非热弛豫。这表明在常压下实现了量子拓扑输运。
2021-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crucial Effects of Intramolecular Charge Distribution on the Neutral-Ionic Transition of Tetrathiafulvalene - p-Chloranil
考虑分子内电荷分布,计算了四硫富瓦烯-对氯醌(TTF-CA)的基态和激发态的Madelung能.分布被认为是显着的中性离子(NI)过渡。在离子相,马德隆能量更强烈地依赖于垂直于$π$ -堆积链的分子间距离,而不是沿链。这表明,简单的单链模型忽略链间静电耦合是不够的。由于二聚化的马德隆能量的增益的结论是小的相比,其他的结构变化。我们还计算了相变初始过程中出现的激发态畴的形成能。一维激发畴在具有相同分子数的可能畴中具有最小的能量,并且每个分子的能量随着畴尺寸的增加而显著降低。这与大量激发仅由一个光子产生的实验建议是一致的。
2001-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of Electron-Lattice Coupling on Charge Order in θ-(ET)2X
在Hartree-Fock近似下,采用扩展的具有Peierls型电子-晶格耦合的哈伯德模型,研究了准二维有机导体θ-(ET)2X(ET=BEDT-TTF)中伴随晶格畸变的电荷有序.结果表明,θ-(ET)_2RbZn(SCN)_4晶体的水平条纹电荷有序态是由自洽确定的晶格畸变稳定的.此外,在最近邻库仑相互作用Vij的各向异性的存在下,水平电荷顺序变得比任何其他电荷模式,如对角,垂直和3倍型状态更稳定。在有限的温度下,我们比较了各种电荷有序状态的自由能,并发现一个一阶过渡从金属态与3倍电荷顺序的绝缘状态与水平电荷顺序。讨论了格点自由度在实现水平电荷序中的作用及其与θ-(ET)2X实验的关系。
2007-05-16 cond-mat.str-el