Polarons and bipolarons in the Hubbard-Holstein model: Effects of Jahn-Teller distortion and electron correlation

Abstract

Bloch electrons in a Jahn-Teller (JT) crystal were investigated by focusing on the effects of double degeneracy of e(sub g) orbitals at each MnO6 octahedron, and its lift due to the JT distortions. A simple model representing a linear chain of MnO6 octahedra was specified. On the basis of this model, it was described that how the Bloch's theorem is modified in the presence of the Berry phase. It was found that the optimum distortions can be obtained by making the total energy minimum and that the resultant ground state exhibits the Orbital Density Wave (ODW). The presented may explain many experimental results for the perovskite manganites related to the orbital degrees of freedom.

ヤーン・テラー(JT)結晶におけるブロッホ電子を、MnO6八面体のe(sub g)電子の2重縮退の効果と、JT変形により縮退が解けることに注目して研究した。MnO6八面体の直鎖で示される単純なモデルを記述し、このモデルに基づいて、ブロッホ理論がどのようにベリーの位相を変えるかを示した。全エネルギーを最小にすることで、適当な変形を得られることが分かった。また、結果として得られた基底状態は、軌道密度波(ODW)状態を示した。ここで示した理論は、多くの軌道自由度に関連したペロブスカイトマンガナイトの実験結果を説明できると考えられる。