在金属中,电子-声子耦合介导的相互作用是重要协同现象的原因,如超导电性和电荷密度波。在相关金属的正常相中,相同的相互作用机制产生强碰撞率,从而导致相当大地降低了直流电导率和反射率。因此,在光学红外光谱中,对材料表征至关重要的低能激发(如声子)变得可见。振动谐振的定量评估,需要评估动态玻恩有效电荷,其量化了宏观电场和晶格变形之间的耦合。
近日,意大利 罗马大学 (Sapienza - Università di Roma) Guglielmo Marchese,Francesco Mauri等,在Nature Physics上发文,报道了金属的Born有效电荷,主要取决于传导电子的碰撞机制。在第一性原理框架内,描述了电子散射对红外振动谐振的影响,从无阻尼、无碰撞状态到过阻尼、碰撞主导极限。该项方法,解释了超导和不良金属的振动反射测量,并以强电子-声子耦合的超氢化物H3S为例。Born effective charges and vibrational spectra in superconducting and bad conducting metals. 图1: 在150GPa时,立方晶系相中,H3S的反射光谱。
图2:电子和振动光学传导性。
图3:无阻尼、阻尼和过阻尼状态时,玻恩有效电荷Born effective charges,BEC。
(小注:Born有效电荷是指在晶体绝缘体中,在零宏观电场条件时,由单一原子位移引起的电极化变化,即波恩有效电荷偏移量就正比于电极化,以描述了离子半径与实际结构中半径不同的概念。)Marchese, G., Macheda, F., Binci, L. et al. Born effective charges and vibrational spectra in superconducting and bad conducting metals. Nat. Phys. (2023).https://doi.org/10.1038/s41567-023-02203-3https://www.nature.com/articles/s41567-023-02203-3声明:仅代表译者个人观点,小编水平有限,如有不当之处,请在下方留言指正!