双格点双电子模型的交换作用

文摘   2024-11-01 12:03   福建  

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前面推文介绍过双格点模型到海森堡模型的推导[1],以及超交换、双交换作用[2]。这里简单介绍双格点双电子的交换作用,算是[1]到[2]的过渡和补充。

[1] 双格点模型到海森堡模型推导

[2] 双格点超交换、双交换模型汇总

[2b] Zener 铁磁双交换

模型

我们考虑两个格点A, B(都是单轨道);体系中含有两个电子。

铁磁

我们先讨论铁磁,根据泡利不相容原理,那么只可能有2种排列; 

两个态之间没有hopping,哈密顿矩阵元都是0:

反铁磁

反铁磁有四个态

;  可以称之为共价态

 可以称之为离子态

对应的哈密顿矩阵:

可以看到,有的hopping是-t, 有的是t,这是由于波函数(或者说算符指标)交换反对称导致的。

对于上面的哈密顿做简单解释:

  • 两个电子在同一个格点会多一个库伦排斥能U

  •  是指2号电子跳到A格点

  •  是指2号电子跳到A格点,然后两个电子交换顺序

本征值、本征矢

参考

exchange machanisms, Erik Koch

https://www.cond-mat.de/events/correl12/talks/koch.pdf


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