[科普中国]-柯恩-派尔斯失稳

柯恩-派尔斯失稳是指线型(一维)金属中波矢为2kF(kF为费米动量)的声子的完全软化导致晶格的不稳定性。并由此产生所谓Peierls相变的结构相变。

定义柯恩-派尔斯失稳是指线型(一维)金属中波矢为2kF(kF为费米动量)的声子的完全软化导致晶格的不稳定性。并由此产生所谓Peierls相变的结构相变1。

简介试考虑晶格常数为b的单原子线型金属，其中每一原子贡献一个公有化电子。此晶体的第一布里渊区边界在±π/b处，而费米动量kF=±π/2b 。若结构相变使b'=2b，则相变后晶体的布里渊区边界就变到±π/b处，即是与费米面重合。根据能带论可知在布里渊区边界处会产生能隙，这就是说上述结构相变导致费米面上产生能隙，能隙以下的能级全被电子占据，成为价带;能隙上方的能级全部空着，成为导带。于是原来的一维金属就变成了绝缘体(或半导体)1。

结构相变这个相变还伴随着由金属至绝缘体(半导体)的转变。结构相变即是晶格的静态畸变，此时晶格常数由原来的b变为b’。

无公度相变若b' /b为有理数，则是有公度相变，若为无理数，则是无公度相变1。

本词条内容贡献者为:

任毅如 - 副教授 - 湖南大学