Стабiлiзуюча роль ангармонiзму ґратки у динамiцi бiсолiтонiв
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe58.06.0562Ключові слова:
lattice anharmonicity, bisoliton, bisolectron, Coulomb repulsion, electron, hole, exciton, polaron, model HamiltonianАнотація
В роботi показано можливiсть зв’язування двох електронiв або дiрок у локалiзованому бiсолiтонному станi, який називається також бiсолектроном, завдяки взаємодiї з локальною деформацiєю ангармонiчного ланцюжка, яка може перевищувати кулонiвське вiдштовхування мiж зарядами. Показано, що бiсолiтони є динамiчно стiйкими також при швидкостi, рiвнiй швидкостi звуку у ланцюжку, а їх енергiя та момент кiлькостi руху мають скiнченне значення в усьому iнтервалi швидкостей аж до швидкостi звуку. Розраховано енергiю зв’язування та критичне значення кулонiвського
вiдштовхування, при якому бiсолiтон розпадається на два вiльнi електросолiтони. Оцiнено значення цих величин для параметрiв, що типовi для макромолекул i деяких електропровiдних одновимiрних систем та показано, що кулонiвське вiдштовхування в них є достатньо слабким порiвняно з енергiєю зв’язування. Результати нашої аналiтичної моделi добре пояснюють результати чисельного моделювання в широкому iнтервалi параметрiв задачi.
Посилання
<li> L.D. Landau, Phys. Z. Sowjetunion. 3, 664 (1933).</li>
<li> S.I. Pekar, Untersuchungen ¨uber die Elektronentheorie (Akademie, Berlin, 1954).</li>
<li> E.I. Rashba, Izv. Akad. Nauk USSR, Ser. Fiz. 21, 37 (1957).</li>
<li> A.S. Alexandrov and N. Mott, Polarons and Bipolarons (World Scientific, Singapore, 1995).</li>
<li> Polarons in Advanced Materials, edited by A.S. Alexandrov (Springer, Berlin, 2007).</li>
<li> A.S. Davydov, Solitons in Molecular Systems (Reidel, Dordrecht, 1991). <a href="https://doi.org/10.1007/978-94-011-3340-1">https://doi.org/10.1007/978-94-011-3340-1</a></li>
<li> Davydov's Soliton Revisited. Self-Trapping of Vibrational Energy in Proteins, edited by A.L. Christiansen and A.C. Scott (Plenum Press, New York, 1983).</li>
<li> A.C. Scott, Phys. Rep. 217, 1 (1992). <a href="https://doi.org/10.1016/0370-1573(92)90093-F">https://doi.org/10.1016/0370-1573(92)90093-F</a></li>
<li> L.S. Brizhik and A.S. Davydov, J. Low Temp. Phys. 10, 748 (1984).</li>
<li> L.S. Brizhik and A.S. Davydov, J. Low Temp. Phys. 10, 748 (1984).</li>
<li> L.S. Brizhik, J. Low Temp. Phys. 12, 437 (1986).</li>
<li> A.S. Davydov and A.V. Zolotaryuk, Phys. Stat. Sol. (b) 115, 115 (1983). <a href="https://doi.org/10.1002/pssb.2221150113">https://doi.org/10.1002/pssb.2221150113</a></li>
<li> A.S. Davydov and A.V. Zolotaryuk, Phys. Lett. A 94, 49 (1983). <a href="https://doi.org/10.1016/0375-9601(83)90285-2">https://doi.org/10.1016/0375-9601(83)90285-2</a></li>
<li> A. S. Davydov and A. V. Zolotaryuk, Phys. Scripta 30, 426 (1984). <a href="https://doi.org/10.1088/0031-8949/30/6/010">https://doi.org/10.1088/0031-8949/30/6/010</a></li>
<li> M.G. Velarde, L Brizhik, A.P. Chetverikov, L. Cruzeiro, V. Ebeling, and G. R¨o pke, Int. J. Quant. Chem. 112, 551(2012). <a href="https://doi.org/10.1002/qua.23008">https://doi.org/10.1002/qua.23008</a></li>
<li> M.G. Velarde, L. Brizhik, A.P. Chetverikov, L. Cruzeiro, V. Ebeling, and G. R¨opke, Int. J. Quant. Chem. 112, 2591 (2012). <a href="https://doi.org/10.1002/qua.23282">https://doi.org/10.1002/qua.23282</a></li>
<li> M. Toda, Theory of Nonlinear Lattices (Springer, New York, 1989). <a href="https://doi.org/10.1007/978-3-642-83219-2">https://doi.org/10.1007/978-3-642-83219-2</a></li>
<li> M. Toda, Nonlinear Waves and Solitons (KTK Sci. Publ., Tokyo, 1989).</li>
<li> D.J. Korteweg and G. de Vries, Phil. Mag. 39, 442 (1895).</li>
<li> C.I. Christov, G.A. Maugin, and M.G. Velarde, Phys. Rev. E 54, 3621 (1996). <a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevE.54.3621">https://doi.org/10.1103/PhysRevE.54.3621</a></li>
<li> M. Remoissenet, Waves Called Solitons (Springer, Berlin, 1999). <a href="https://doi.org/10.1007/978-3-662-03790-4">https://doi.org/10.1007/978-3-662-03790-4</a></li>
<li> V.I. Nekorkin and M. G. Velarde, Synergetic Phenomena in Active Lattices. Patterns, Waves, Solitons, Chaos (Springer, Berlin, 2002). <a href="https://doi.org/10.1007/978-3-642-56053-8">https://doi.org/10.1007/978-3-642-56053-8</a></li>
<li> T. Dauxois and M. Peyrard, Physics of Solitons (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2006).</li>
<li> L. Cruzeiro, J.C. Eilbeck, J.L. Marin, and F.M. Russell, Eur. Phys. J. B 42, 95 (2004). <a href="https://doi.org/10.1140/epjb/e2004-00360-1">https://doi.org/10.1140/epjb/e2004-00360-1</a></li>
<li> M.G. Velarde, Ch. Neissner, Int. J. Bifurcation Chaos, 18, 885 (2008). <a href="https://doi.org/10.1142/S0218127408020744">https://doi.org/10.1142/S0218127408020744</a></li>
<li> M.G. Velarde, W. Ebeling, A.P. Chetverikov, Int. J. Bifurcation Chaos 18, 3815 (2008). <a href="https://doi.org/10.1142/S0218127408022767">https://doi.org/10.1142/S0218127408022767</a></li>
<li> D. Hennig, M.G. Velarde, W. Ebeling, and A.P. Chetverikov, Phys. Rev. E 78, 066606 (2008). <a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevE.78.066606">https://doi.org/10.1103/PhysRevE.78.066606</a></li>
<li> M.G. Velarde, J. Comput. Appl. Math. 233, 1432 (2010). <a href="https://doi.org/10.1016/j.cam.2008.07.058">https://doi.org/10.1016/j.cam.2008.07.058</a></li>
<li> W. Ebeling, M.G. Velarde, and A.P. Chetverikov, Cond. Matt. Phys. 12, 633 (2009). <a href="https://doi.org/10.5488/CMP.12.4.633">https://doi.org/10.5488/CMP.12.4.633</a></li>
<li> L. Brizhik, A.P. Chetverikov, W. Ebeling, G. R¨o pke, and M. G. Velarde, Phys. Rev. B 85, 245105 (2012). <a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.245105">https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.245105</a></li>
<li> L. Brizhik, L. Cruzeiro-Hansson, A. Eremko, and Yu. Olkhovska, Phys. Rev. B 61, 1129 (2000). <a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevB.61.1129">https://doi.org/10.1103/PhysRevB.61.1129</a></li>
<li> L. Brizhik, L. Cruzeiro-Hansson, A. Eremko, and Yu. Olkhovska, Synth. Met. 109, 113 (2000). <a href="https://doi.org/10.1016/S0379-6779(99)00209-X">https://doi.org/10.1016/S0379-6779(99)00209-X</a></li>
<li> V.D. Lakhno and V.B. Sultanov, J. Appl. Phys. 112, 064701 (2012). <a href="https://doi.org/10.1063/1.4752875">https://doi.org/10.1063/1.4752875</a></li>
<li> E.G. Wilson, J. Phys. C 16 6739 (1983).</li>
<li> K.J. Donovan and E.G. Wilson, Phil. Mag. B 44, 9 (1981). <a href="https://doi.org/10.1080/01418638108222364">https://doi.org/10.1080/01418638108222364</a></li>
<li> A.A. Gogolin, Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Phys. 43, 395 (1986)</li>
<li> Electronic Properties of Inorganic Quasi-One-Dimensional Compounds, edited by P. Monceau, Part II, (Reidel, Dordrecht, 1985).</li>
<li> B.G. Streetman and B. Sanjay, Solid State Electronic Devices (Prentice-Hall, Englewood Cliff, NJ, 2000).</li>
<li> Y. Zhang, X. Ke, C. Chen, and P.C. Kent, Phys. Rev. B 80, 024303 (2009).</li>
<li> Lead Selenide (PbSe) Crystal Structure, Lattice Parameters, Thermal Expansion, edited by O. Madelung, U. R¨ossler, and M. Schultz (Springer, Berlin, 2005), Vol. 41C, available at: http://www.springermaterials.com.</li>
<li> J. Androulakis, Y. Lee, I. Todorov et al., Phys. Rev. B 83, 195209 (2011). <a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevB.83.195209">https://doi.org/10.1103/PhysRevB.83.195209</a></li>
<li> C. Falter and G.A. Hoffmann, Phys. Rev. B 64, 054516 (2001). <a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevB.64.054516">https://doi.org/10.1103/PhysRevB.64.054516</a></li>
<li> K.-P. Bohnen, R. Heid, and M. Krauss, Europhys. Lett. 64, 104 (2003). <a href="https://doi.org/10.1209/epl/i2003-00143-x">https://doi.org/10.1209/epl/i2003-00143-x</a></li>
<li> R.J. McQueeney, Y. Petrov, T. Egami et al., Phys. Rev. Lett. 82, 628 (1999). <a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.82.628">https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.82.628</a></li>
<li> T.P. Devereaux, T. Cuk, Z.-X. Shen, and N. Nagaosa, Phys. Rev. Lett. 93, 117004 (2004). <a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.93.117004">https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.93.117004</a></li>
<li> J.-H. Chung, T. Egami, R.J. McQueeney et al., Phys. Rev. B 67, 014517 (2003). <a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevB.67.014517">https://doi.org/10.1103/PhysRevB.67.014517</a></li>
</ol>
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
