Аннотация

Н.И.Каширина, В.Д.Лахно, В.В.Сычев
Электронные корреляции и неустойчивость двухцентрового биполярона // ФТТ, 2003, т.45, №1, с.163-167

      Рассчитана энергия биполярона большого радиуса для различных расстояний между центрами поляризационных ям двух биполяронов. Одновременно учтены электронные корреляции (явная зависимость волновой функции системы от расстояния между электронами) и перестановочная симметрия двухэлектронной волновой функции. Рассмотрено низшее синглетное и триплетное 2³S-состояние биполярона. Синглетный биполярон стабилен в области значений параметра ионной связи η ≤ η_m ≈ 0.143 (η = ε_∞ / ε₀, где ε_∞ и ε₀ - высокочастотная и низкочастотная диэлектрическая проницаемости). Единственный энергетический минимум соответствует конфигурации одноцентрового биполярона (аналог атома гелия). Энергия связи биполярона при η → 0 составляет J_Bp = -0.136512 e⁴ m^* / ħ² ε_∞² (e и m^* - заряд и эффективная масса зонного электрона), или 25.8% от удвоенной энергии полярона. Триплетный биполярон (аналог ортогелия) в рассматриваемой системе энергетически невыгоден. Одноцентровая конфигурация для триплетного биполярона соответствует резкому максимуму на зависимости полной энергии от расстояния J_Bp(R), поэтому переход биполярона в ортосостояние, возможный, например, в результате обменного рассеяния, приведет к распаду связанного двухчастичного состояния. Обменное взаимодействие между поляронами имеет антиферромагнитный (АФ) характер.
      При выполнении условий вигнеровской кристаллизации поляронного газа наличие АФ-обменного взаимодействия между поляронами может привести к АФ-упорядочению в системе поляронов.
      Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 01-07-90317).