词条 | Peierls畸变 |
释义 | 【定义】1955年Peierls从理论上预言:一维金属是不稳定的,在低温下会发生晶格畸变,并伴随产生电子电荷密度的空间性调制,形成所谓的电荷密度波(charge density wave,简称CDW)。当调制波矢q=2KF 时(KF为费米波矢),布里渊区边界与费米面完全“套迭” ,打开一个能隙,此时电子体系由于能隙形成而降低的能量大于因晶格畸变而产生的弹性能,整个电子晶格体系的能量降低,导致体系从导体到半导体的转变,即Peierls相变。 【扩展】假定一维系统是由晶格常数为 a 的原子组成,每个原子带一个传导电子,电子波函数满足周期条件;费米能量恰好位于能带1/2处,空能级和占据能级各一半,能带在0K下是半满的。当晶格发生畸变,晶格常数由a变为2a,在费米面上打开了一个能隙,系统总能量降低。畸变后的晶格对应的布里渊区边界与kF重合,系统从能量较高的金属态变为能量较低的半导体态。即若一维系统的布里渊区边界与kF不重合,就会由于CDW的涨落而发生Peierls相变。 【英文参考文献】A metal-insulator transition in quasi one-dimensional solids that occurs as a result of a band gap opening up at the Fermi energy due to a displacive distortion of the regular array increasing the unit cell length, usually a dimerization; the decrease in electronic energy outweighs the increase in lattice energy. |
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