电子相互作用和孤子元激发Ⅱ复旦大学物理系.PDFVIP

第 46 卷 第 2 期 1997 年 2 月 物 　理 　学 　报 Vol. 46 ,No. 2 ,February ,1997 ( ) 97/ 46 2 / 036307 ACTA PHYSICA SIN ICA 1997 Chin. Phys. Soc. 电子相互作用和孤子元激发( Ⅱ) 电子关联对孤子激发能的影响 马允胜 　吴长勤 　孙 　鑫 　傅荣堂 ( 复旦大学物理系 ,李政道物理学综合实验室 ,上海　200433) 傅柔励 　叶红娟 ( 中国科学院上海技术物理研究所,红外物理国家重点实验室 ,上海　200083) ( ) 1995 年 11 月 21 日收到 　　电子相互作用对孤子的激发能是增加还是减小 ,各种理论相互矛盾. 分析了产生矛盾的 原因 ,提出了计算孤子激发能的新方法 ,结果表明 : 电子相互作用使荷电孤子对的激发能增 加 ,其增加的幅度小于电子空穴对激发能的增加幅度. PACC : 　7150 ; 7145 G 1 　引 　言 目前,在研究电子关联对孤子激发能的影响时 ,都从 Hubbard 模型出发 ,但所得到的 结果分歧很大 ,甚至相互冲突. 具有代表性的有 Campbell 等应用量子 Monte Carlo 方法求 [1 ] ( 得的孤子激发能随电子相互作用强度 U 的增大而减小 ; Kuprievich 用 APSG antisym ) [2 ] metrized product of strongly ortho gonal geminals 方法得到相反的结果 , 电子相互作用强 度 U 使孤子激发能增加. 还有其他工作 ,有的使孤子激发能增加[3 ] ,有的使其减小[4 ] . 这 些结果相互矛盾. 鉴于孤子激发能在导电高分子理论中的重要地位 ,必须对此问题进行深 入研究 ,澄清上述相互矛盾的结论. 这些工作的哈密顿量是相同的 ,都从 Hubbard 模型出发 ,为什么会产生相互矛盾的结 果 ? 分析一下这些工作所存在的共同问题就能发现其原因 ,并且针对这些问题提出解决 的方法 ,澄清上述矛盾. 孤子的激发能 ε为 s ε ( ) s = E S - ED , 1 其中 ED 是二聚化长链的基态总能量 , E S 是此长链中激发起孤子后的总能量. 很明显 , ED 和 E S 都是广延量 ,它们随长链中的元胞数目 N 而线性增长 , 因为 N 要足够大 ,所以 ED ( 2 ) ε 和 E S 都是大量 约为 10 eV . 但当链足够长时 ,孤子激发能 s 与链长无关 , 因而是与 N 无关的内含量 , ε只有零点几电子伏 ,它比 E 和 E