一维分子晶体系统的极化子-孤子压缩态、系统基态性质和量子涨落

余超凡; 梁国栋; 曹锡金

doi:10.7498/aps.57.4402

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一维分子晶体系统的极化子-孤子压缩态、系统基态性质和量子涨落

余超凡 , 梁国栋 , 曹锡金

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凝聚物质：结构、热学和力学性质

一维分子晶体系统的极化子-孤子压缩态、系统基态性质和量子涨落

余超凡, 梁国栋, 曹锡金

物理学报, 2008, 57(7): 4402-4411.

doi: 10.7498/aps.57.4402

Polaron-soliton squeezed states , ground state and quantum fluctuation in one-dimensional molecular crystals

Yu Chao-Fan, Liang Guo-Dong, Cao Xi-Jin

Acta Phys. Sin., 2008, 57(7): 4402-4411.

doi: 10.7498/aps.57.4402

摘要
基于一维分子晶体系统的 Holstein 模型，采用压缩-相干态展开方法，计及电子-声子间量子关联和重整化平移修正，分析和研究电子-双声子相互作用对极化子-孤子系统基态性质和量子涨落的影响.推导了一维极化子-孤子系统的封闭形式非线性方程.应用非线性项展开方法，给出非线性方程的解析解和相关基态特性结果.研究表明，仅当电子-双声子耦合强度 g12n〉和声子坐标-动量的不确定量〈Δ2p〉〈Δ2q〉比无声子压缩效应的大，极化子结合能变得更负.特别是，当g12n〉与〈Δ2p〉〈Δ2q〉的值比单声子情况有明显增加.

关键词:
压缩-相干态展开 /

极化子-孤子态与量子涨落 /

电子-双声子相互作用 /

非线性薛定谔方程
Abstract
On the basis of the Hamiltonian of the Holstein one_dimensional molecular crystals, using the squeezed_coherent state expansion method, the influence of the electron_two phonon interaction on the properties of the ground state and quantum fluctuation for the polaron_soliton system were investigated by including the quantum correlation between the polarons and the squeezed phonons, and the renormalized displacement correction.The nonlinear Schringer equation for one_dimensional polaron_soliton state has been found in a closed form.By the use of the nonlinear expansion, we have given the analytical solution of the corresponding nonlinear equation so as to obtain the ground state energy,the quantum fluctuation and the polaron energy of the polaron_soliton system in analytical form. We have found that, when the electron_two phonon coupling strength g1g12n〉 and 〈Δ2p〉〈Δ2q〉 for the two-phonon effect are larger than the one_phonon one and the polaron energy for the two_phonons effect is more negative compared with the one_phonon one.

Keywords:
squeezed-coherent state expansion /

polaron-soliton state and quantum fluctuation /

electron-two phonon interaction /

nonlinear Schringer equation
作者及机构信息
余超凡¹,

梁国栋³,

曹锡金²

(1)广东教育学院物理系，广州 510303; (2)华南师范大学物理系，广州 510006; (3)暨南大学光电工程系，广州 510632

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：10574163)资助的课题.
Authors and contacts
Yu Chao-Fan¹,

Liang Guo-Dong³,

Cao Xi-Jin²

(1)广东教育学院物理系，广州 510303; (2)华南师范大学物理系，广州 510006; (3)暨南大学光电工程系，广州 510632
参考文献

施引文献

[1]	温嘉美, 薄文博, 温学坤, 戴朝卿. 耦合饱和非线性薛定谔方程的多极矢量孤子. 物理学报, 2023, 0(0): . doi: 10.7498/aps.72.20222284
[2]	张解放, 俞定国, 金美贞. 二维自相似变换理论和线怪波激发. 物理学报, 2022, 71(1): 014205. doi: 10.7498/aps.71.20211417
[3]	陈智敏, 段文山. 弹性管中的怪波. 物理学报, 2020, 69(1): 014701. doi: 10.7498/aps.69.20191308
[4]	蒋涛, 黄金晶, 陆林广, 任金莲. 非线性薛定谔方程的高阶分裂改进光滑粒子动力学算法. 物理学报, 2019, 68(9): 090203. doi: 10.7498/aps.68.20190169
[5]	欧阳世根. 过冷水溶液中的空间光孤子. 物理学报, 2017, 66(9): 090505. doi: 10.7498/aps.66.090505
[6]	崔少燕, 吕欣欣, 辛杰. 广义非线性薛定谔方程描述的波坍缩及其演变. 物理学报, 2016, 65(4): 040201. doi: 10.7498/aps.65.040201
[7]	胡文成, 张解放, 赵辟, 楼吉辉. 光纤放大器中非自治光畸波的传播控制研究. 物理学报, 2013, 62(2): 024216. doi: 10.7498/aps.62.024216
[8]	乔海龙, 贾维国, 刘宝林, 王旭东, 门克内木乐, 杨军, 张俊萍. 拉曼增益对孤子传输特性的影响. 物理学报, 2013, 62(10): 104212. doi: 10.7498/aps.62.104212
[9]	王晶, 马瑞玲, 王龙, 孟俊敏. 采用混合模型数值模拟从深海到浅海内波的传播. 物理学报, 2012, 61(6): 064701. doi: 10.7498/aps.61.064701
[10]	朱启华, 周寿桓, 赵磊, 曾小明, 黄征, 周凯南, 王逍, 黄小军, 冯国英. 利用光孤子机制实现超宽范围波长调谐的理论和实验研究. 物理学报, 2011, 60(8): 084215. doi: 10.7498/aps.60.084215
[11]	宋诗艳, 王晶, 王建步, 宋莎莎, 孟俊敏. 应用非线性薛定谔方程模拟深海内波的传播. 物理学报, 2010, 59(9): 6339-6344. doi: 10.7498/aps.59.6339
[12]	栾仕霞, 张秋菊, 武慧春, 盛政明. 激光脉冲在等离子体中的压缩分裂. 物理学报, 2008, 57(6): 3646-3652. doi: 10.7498/aps.57.3646
[13]	张冠茂, 张晓萍. 光脉冲传输模拟的快速数值差分递推算法及其应用研究. 物理学报, 2007, 56(5): 2678-2683. doi: 10.7498/aps.56.2678
[14]	雷霆, 涂成厚, 李恩邦, 李勇男, 郭文刚, 魏岱, 朱辉, 吕福云. 高能量无波分裂超短脉冲自相似传输的理论研究和数值模拟. 物理学报, 2007, 56(5): 2769-2775. doi: 10.7498/aps.56.2769
[15]	龚伦训. 非线性薛定谔方程的Jacobi椭圆函数解. 物理学报, 2006, 55(9): 4414-4419. doi: 10.7498/aps.55.4414
[16]	任学藻, 廖旭, 刘涛, 汪克林. 电子与双声子相互作用对Holstein极化子的影响. 物理学报, 2006, 55(6): 2865-2870. doi: 10.7498/aps.55.2865
[17]	陈宏平, 王箭, 何国光. 光脉冲传输数值模拟的分步小波方法. 物理学报, 2005, 54(6): 2779-2783. doi: 10.7498/aps.54.2779
[18]	阮航宇, 李慧军. 用推广的李群约化法求解非线性薛定谔方程. 物理学报, 2005, 54(3): 996-1001. doi: 10.7498/aps.54.996
[19]	阮航宇, 陈一新. (2+1)维非线性薛定谔方程的环孤子,dromion,呼吸子和瞬子. 物理学报, 2001, 50(4): 586-592. doi: 10.7498/aps.50.586
[20]	闫珂柱, 谭维翰. 简谐势阱中中性原子非线性薛定谔方程的定态解. 物理学报, 1999, 48(7): 1185-1191. doi: 10.7498/aps.48.1185

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物理学报. 2008, 57(7): 4402-4411.

doi: 10.7498/aps.57.4402.

一维分子晶体系统的极化子-孤子压缩态、系统基态性质和量子涨落

1. (1)广东教育学院物理系，广州 510303; (2)华南师范大学物理系，广州 510006; (3)暨南大学光电工程系，广州 510632

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：10574163)资助的课题.

收稿日期: 2007-11-19
修回日期: 2007-12-21
刊出日期: 2008-07-20

摘要: 基于一维分子晶体系统的 Holstein 模型，采用压缩-相干态展开方法，计及电子-声子间量子关联和重整化平移修正，分析和研究电子-双声子相互作用对极化子-孤子系统基态性质和量子涨落的影响.推导了一维极化子-孤子系统的封闭形式非线性方程.应用非线性项展开方法，给出非线性方程的解析解和相关基态特性结果.研究表明，仅当电子-双声子耦合强度 g12n〉和声子坐标-动量的不确定量〈Δ2p〉〈Δ2q〉比无声子压缩效应的大，极化子结合能变得更负.特别是，当g12n〉与〈Δ2p〉〈Δ2q〉的值比单声子情况有明显增加.

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(1)广东教育学院物理系，广州 510303; (2)华南师范大学物理系，广州 510006; (3)暨南大学光电工程系，广州 510632

Authors and contacts

(1)广东教育学院物理系，广州 510303; (2)华南师范大学物理系，广州 510006; (3)暨南大学光电工程系，广州 510632

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