电子与光学声子相互作用性质的探讨

本文计及电子在反冲效应中发射和吸收的不同波矢的声子之间的相互作用影响时，用改进了线性组合算符，拉格朗日乘子法和微扰法讨论电子与光学声子耦合时激发的表面极化子的性质。     

抛物量子阱中界面声子对极化子能量的影响

采用LLP中间耦合方法，对抛物量子阱中极化子能量和电子—声子相互作用对极化子能量的影响进行了研究。计算中不仅考虑了电子与局域LO声子相互作用，而且还考虑了电子与四支界面声子的相互作用，研究结果表明，抛物量子阱中电子—声子相互作用对极化子能量的贡献很明显，阱宽较小时，电子与界面IO声子耦合起重要作用，而在宽阱中，电子与局域LO声子耦合起重要作用。     

纯金属电阻率的简化模型

提出了纯金属电阻率的两个简化模型：一个统计模型，一个电子一声子耦合模型。由统计模型可得出：纯金属电阻率与声子浓度及声子平均动量的平方成正比。由电子－声子耦合模型得出：电子的散射几率不仅正比于声子数，而且正比于电子－声子的耦合强度。由这两个模型皆能得出纯金属电阻率在高温时与温度Ｔ成正比，低温时与Ｔ５成正比的结果。由电阻率—温度曲线的比较表明，两模型相当吻合。     

电子-声子相互作用对压电表面态的影响

采用LLP中间耦合方法，研究了电子—声子相互作用对压电表面的影响．结果表明，当电子接近晶体表面处时，表面声学声子之间的相互作用对表面态的影响很大．尤其是电子—压电声子耦合较强的化合物，压电声子对电子在表面的束缚比光学声子的束缚强很多．因此，研究压电材料的电子表面态时，应主要考虑压电声学声子．     

极性膜中的中耦合极化子

采用微扰法在同时计及ＬＯ声子和ＳＯ声子的作用下，计算了极性膜的中耦合自由极化子的自能和有效质量。计算结果准确地考虑了电子在反冲效应中发射的虚声子间的相互作用。     

极性晶体中的慢速运动极化子

本文计及电子发射和吸收多个虚声子对极化子的影响，用改进了的线性组合算符法讨论了极性晶体中的慢速运动极化子的性质，给出了极化子基态能量，有效质量和围绕电子的平均虚声子数的解析式，在极限情形下，得到了中间耦合理论和强耦合理论的结果，在普适耦合情形，给出了数值计算结果，在电子－声子耦合常数α≥7．2时，得到了较强耦合理论更为合理的基态能量上限，以及围绕电子的平均虚声子数和极化子的有效质量。     

压电晶体中表面极化子的性质

研究了压电晶体中表面极化子的性质．首先用微扰法导出了压电晶体中表面极化子的有效哈密顿量，有效质量以及电子-表面声学声子作用的有效势，进而用变分法计算了表面态能量．研究结果指出：表面极化子的自陷能、有效势和有效质量不仅与压电常数、质量密度、声速、声子的德拜波数有关，而且也与电子至表面的距离有关．随着电子远离晶体表面，有效势、有效质量逐渐减小．压电晶体中电子-声学声子作用诱生的有效势是库仑型的，它使电子的能级降低，形成表面态．     

双模型三元混晶的界面极化子

采用ＥＰＭＡ近似法,研究了双模型三元混晶界面极化子的性质,计算了ＺｎＳｘＳｅ１－ｘ（ＧａＡｓ）和ＡｌＧａ１－ｘＡｓ（ＧａＳｂ）材料中界面光声子与电子的耦合随ｘ的变化。结果表明,在强电场作用下,界面光声子与电子的耦合加强;体光声子与电子的耦合在ｘ的某一值处存在极小值,界面光声子与电子的耦合随ｘ的变化则较复杂。     

极性晶体中极化子的性质

本文研究极性晶体中极化子的性质，采用微扰法导出了极性晶体中极化子的基态能量和有效质量。在计及电子在反冲效应中发射和吸收不同波矢的声子之间的相互作用时，讨论对极化子性质的影响，结果表明．反冲效应中不同波矢的声子之间的相互作用对极化子自陷能的影响随耦合常数的增加而增大。     

耦合强度和磁场对光学极化子平均声子数的影响

应用线性组合算符和幺正变换方法,研究磁场和耦合强度对光学极化子平均声子数的影响.数值计算表明：当电子接近晶体表面时,趋于弱耦合极限,光学极化子的平均声子数为零;当电子远离晶体表面时,振动频率和平均声子数均与磁场强度及耦合参数有关,且随磁场强度和耦合参数的变化而变化.     

电子—声子的非线性相互作用哈密顿量

本文用固体量子场论方法,推导出计及非线性相互作用的电子-声子相互作用系统的哈密顿量的普遍表达式,并给出三种类型极化子哈密顿量的具体表达式.结果表明:纵声子和横声子均对非线性效应有影响.     

自旋对表面磁极化子自陷能磁场特性的影响

讨论了电子自旋对表面磁极化子特性的影响.应用么正变换、线性组合算符和微扰法研究了电子自旋对电子与表面光学声子耦合强、与体纵光学声子耦合弱的表面磁极化子自陷能Etr磁场特性的影响.以TlB r晶体为例所作的数值计算结果表明:电子自旋使Etr分裂为二,且随磁场B的加强,分裂间距增大;若电子与光学声子耦合强,自旋量子数mS取-1/2时,Etr随B的加强而增大,mS取1/2时Etr随B的加强而减少;若电子与光学声子耦合弱,不论mS取何值,Etr都随B的加强而减少;不论电子与光学声子耦合强还是弱,电子自旋作用对Etr的影响都随B的加强而增大.     

Sanderson′s电负性均衡原理与库柏对电子

库柏电子对是超导电性机制理论中电声子理论的基础。在超导电性理论的研究中占有非常重要的地位。超导材料的种类非常广泛,有单质金属、合金材料、有机化合物、非金属单质、金属与非金属掺杂材料、金属氧化物。因此对不同材料中库柏对电子起源,状态特征的认识,对于全面认识超导电性的特征具有十分重要的意义。在本文中,以电声子机制超导电性理论为基础,用电负性均衡原理研究了元素之间键的形成对超导电性影响的特征,得出了在超导材料中由于元素之间键的形成,库柏对的电子特征具有特殊的性质,库柏对电子的来源取决于承担超导电性的元素之间键的性质特征。这对于全面理解电声子超导理论具有重要意义。对于进一步研究高Tc铜氧化物超导体的超导电性机理具有重要的指导性意义。     

Superconductivity without phonons

The idea of superconductivity without the mediating role of lattice vibrations (phonons) has a long history. It was realized soon after the publication of the Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) theory of superconductivity 50 years ago that a full treatment of both the charge and spin degrees of freedom of the electron predicts the existence of attractive components of the effective interaction between electrons even in the absence of lattice vibrations--a particular example is the effective interaction that depends on the relative spins of the electrons. Such attraction without phonons can lead to electronic pairing and to unconventional forms of superconductivity that can be much more sensitive than traditional (BCS) superconductivity to the precise details of the crystal structure and to the electronic and magnetic properties of a material.     

半无限晶体中与声子普适耦合的表面电子

电子在半无限晶体内表面附近运动时,不仅受到表面光学声子和体纵光学声子的影响,而且还受表面声学声子的影响。本文同时考虑体纵光学声子、表面光学声子以及表面声学声子的影响,研究半无限晶体中与声子普适耦合的表面电子的性质。采用线性组合算符和拉格朗日乘子法,分别导出了在强、弱耦合情形下表面电子的有效哈密顿量,得到了强、弱耦合表面电子的重正化质量。     

Cu、O同位素效应与高Tc超导体超导电性机理

Cu元素、O元素在铜氧化物高Tc超导体中对超导电性的产生,超导转变温度的变化,掺杂元素的特征效应具有决定性作用。对Cu元素、O元素的性质特征认识,成键特点,以及在铜氧化物高Tc超导体中的同位素效应清楚的理解,对全面揭示高Tc铜氧化物超导体超导电性机理具有关键作用。通过分析Cu元素、O元素在铜氧化物超导体中的同位素效应,得出了高Tc铜氧化物超导电性的机理仍是电声机制,CuO2平面上的Cu元素,O元素的声子直接参于电声子配对,CuO2平面上的Cu、O元素的键态的声子模对电声配对具有决定性作用。     

N维极化子的内激发态

本文计及电子发射和吸收多个虚声子对板化子的影响,用改进了的线性组合算符法讨论了N端极性晶体中极化子的性质,计算了极化子的第一内激发态的能量、有效质量、平均声于数,给出了极化子基态和第一内激发态之间的激发能与电子-声子耦合常数的关系式,结果表明:对第一内激发态,极化子效应随维度的降低而显著增强.     

Strong coupling between local moments and superconducting 'heavy' electrons in UPd2Al3

The electronic structure of heavy-fermion compounds arises from the interaction of nearly localized 4f- or 5f-shell electrons (with atomic magnetic moments) with the free-electron-like itinerant conduction-band electrons. In actinide or rare-earth heavy-fermion materials, this interaction yields itinerant electrons having an effective mass about 100 times (or more) the bare electron mass. Moreover, the itinerant electrons in UPd2Al3 are found to be superconducting well below the magnetic ordering temperature of this compound, whereas magnetism generally suppresses superconductivity in conventional metals. Here we report the detection of a dispersive excitation of the ordered f-electron moments, which shows a strong interaction with the heavy superconducting electrons. This 'magnetic exciton' is a localized excitation which moves through the lattice as a result of exchange forces between the magnetic moments. By combining this observation with previous tunnelling measurements on this material, we argue that these magnetic excitons may produce effective interactions between the itinerant electrons, and so be responsible for superconductivity in a manner analogous to the role played by phonons in conventional superconductors.     

Superconductors: unusual oxygen isotope effects in cuprates?

The possibility that a pairing boson might act as the 'glue' to bind electrons into a Cooper pair in superconductors with a high critical temperature (T(c)) is being actively pursued in condensed-matter physics. Gweon et al. claim that there is a large and unusual oxygen-isotope effect on the electronic structure, indicating that phonons have a special importance in high-temperature superconductors. However, we are unable to detect this unusual oxygen-isotope effect in new data collected under almost identical material and experimental conditions. Our findings point towards a more conventional influence of phonons in these materials.     

Evidence for ubiquitous strong electron-phonon coupling in high-temperature superconductors

Coupling between electrons and phonons (lattice vibrations) drives the formation of the electron pairs responsible for conventional superconductivity. The lack of direct evidence for electron-phonon coupling in the electron dynamics of the high-transition-temperature superconductors has driven an intensive search for an alternative mechanism. A coupling of an electron with a phonon would result in an abrupt change of its velocity and scattering rate near the phonon energy. Here we use angle-resolved photoemission spectroscopy to probe electron dynamics-velocity and scattering rate-for three different families of copper oxide superconductors. We see in all of these materials an abrupt change of electron velocity at 50-80 meV, which we cannot explain by any known process other than to invoke coupling with the phonons associated with the movement of the oxygen atoms. This suggests that electron-phonon coupling strongly influences the electron dynamics in the high-temperature superconductors, and must therefore be included in any microscopic theory of superconductivity.