Energy of interaction between polarons and spatial configuration of bipolaron in two-dimensional systems
The work is aimed at studying the influence of correlation effects on the interaction energy of two-dimensional (2D) polarons. The two-center configuration of a 2D bipolaron corresponds to a shallow secondary minimum, which occurs when only the correlations associated with the permutation symmetry o...
Saved in:
| Published in: | Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics |
|---|---|
| Date: | 2020 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2020
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/215855 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Energy of interaction between polarons and spatial configuration of bipolaron in two-dimensional systems / N.I. Kashirina, Ya.O. Kashyrina, O.A. Korol, O.S. Roik // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2020. — Т. 23, № 3. — С. 282-289. — Бібліогр.: 24 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862724173123551232 |
|---|---|
| author | Kashirina, N.I. Kashyrina, Ya.O. Korol, O.A. Roik, O.S. |
| author_facet | Kashirina, N.I. Kashyrina, Ya.O. Korol, O.A. Roik, O.S. |
| citation_txt | Energy of interaction between polarons and spatial configuration of bipolaron in two-dimensional systems / N.I. Kashirina, Ya.O. Kashyrina, O.A. Korol, O.S. Roik // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2020. — Т. 23, № 3. — С. 282-289. — Бібліогр.: 24 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics |
| description | The work is aimed at studying the influence of correlation effects on the interaction energy of two-dimensional (2D) polarons. The two-center configuration of a 2D bipolaron corresponds to a shallow secondary minimum, which occurs when only the correlations associated with the permutation symmetry of the system are taken into account. The correlations associated with the direct dependence of the electron wave function on the distance between electrons lead to stabilization of the one-center configuration, and the secondary minimum corresponding to the two-center configuration disappears. Variational calculations were performed using a multiparameter Gaussian function with correlation multipliers. The ground state energy of a bipolaron is ₂ = –0.542169 ₕ* for η = ε∞/ε₀ = 0, where ε∞ and ε₀ are the high-frequency and static dielectric constants of the crystal, respectively, ₕ* is the effective Hartree energy. The binding energy of the bipolaron was calculated with respect to the double energy of the 2D polaron obtained for the wave function, consisting of 5 Gaussian exponents. The ground state energy of a 2D polaron is ₁ = –0.202366 ₕ* for η = 0. The critical value of the ionicity parameter η corresponds to ηс ≈ 0.2. At η > ηc, the 2D bipolaron breaks up into two 2D polarons.
Метою роботи є вивчення впливу кореляційних ефектів на енергію взаємодії двовимірних (2D) поляронів. Двоцентрова конфігурація 2D-біполярону відповідає мілкому побічному мінімуму, який виникає тоді, коли враховуються лише кореляції, пов’язані з перестановочною симетрією системи. Кореляції, зумовлені прямою залежністю хвильової функції електронів від відстані між електронами, призводять до стабілізації одноцентрової конфігурації, а побічний мінімум, який відповідає двоцентровій конфігурації, зникає. Варіаційні розрахунки проводилися із застосуванням багатопараметричних гаусових функцій з кореляційними множниками. Енергія основного стану біполярону становить ₂ = –0.542169 ₕ* для η = ε∞/ε₀ = 0, де ε∞ і ε₀ – високочастотна і статична діелектрична проникність кристала відповідно; ₕ* – ефективна енергія Хартрі. Енергія зв’язку біполярону була розрахована по відношенню до подвоєної енергії 2D-полярону, отриманої для хвильової функції, що складається з 5 гаусових експонентів. Енергія основного стану 2D-полярону становить ₁ = –0.202366 ₕ* при η = 0. Критичне значення параметра іонності η відповідає ηс ≈ 0,2. При η > ηc 2D-біполярон розпадається на два 2D-полярони.
|
| first_indexed | 2026-04-17T13:23:22Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-215855 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1560-8034 |
| language | English |
| last_indexed | 2026-04-17T13:23:22Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Kashirina, N.I. Kashyrina, Ya.O. Korol, O.A. Roik, O.S. 2026-03-30T13:36:03Z 2020 Energy of interaction between polarons and spatial configuration of bipolaron in two-dimensional systems / N.I. Kashirina, Ya.O. Kashyrina, O.A. Korol, O.S. Roik // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2020. — Т. 23, № 3. — С. 282-289. — Бібліогр.: 24 назв. — англ. 1560-8034 PACS: 71.38, 71.38.-k, 74.20.-z, 74.72-h https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/215855 https://doi.org/10.15407/spqeo23.03.282 The work is aimed at studying the influence of correlation effects on the interaction energy of two-dimensional (2D) polarons. The two-center configuration of a 2D bipolaron corresponds to a shallow secondary minimum, which occurs when only the correlations associated with the permutation symmetry of the system are taken into account. The correlations associated with the direct dependence of the electron wave function on the distance between electrons lead to stabilization of the one-center configuration, and the secondary minimum corresponding to the two-center configuration disappears. Variational calculations were performed using a multiparameter Gaussian function with correlation multipliers. The ground state energy of a bipolaron is ₂ = –0.542169 ₕ* for η = ε∞/ε₀ = 0, where ε∞ and ε₀ are the high-frequency and static dielectric constants of the crystal, respectively, ₕ* is the effective Hartree energy. The binding energy of the bipolaron was calculated with respect to the double energy of the 2D polaron obtained for the wave function, consisting of 5 Gaussian exponents. The ground state energy of a 2D polaron is ₁ = –0.202366 ₕ* for η = 0. The critical value of the ionicity parameter η corresponds to ηс ≈ 0.2. At η > ηc, the 2D bipolaron breaks up into two 2D polarons. Метою роботи є вивчення впливу кореляційних ефектів на енергію взаємодії двовимірних (2D) поляронів. Двоцентрова конфігурація 2D-біполярону відповідає мілкому побічному мінімуму, який виникає тоді, коли враховуються лише кореляції, пов’язані з перестановочною симетрією системи. Кореляції, зумовлені прямою залежністю хвильової функції електронів від відстані між електронами, призводять до стабілізації одноцентрової конфігурації, а побічний мінімум, який відповідає двоцентровій конфігурації, зникає. Варіаційні розрахунки проводилися із застосуванням багатопараметричних гаусових функцій з кореляційними множниками. Енергія основного стану біполярону становить ₂ = –0.542169 ₕ* для η = ε∞/ε₀ = 0, де ε∞ і ε₀ – високочастотна і статична діелектрична проникність кристала відповідно; ₕ* – ефективна енергія Хартрі. Енергія зв’язку біполярону була розрахована по відношенню до подвоєної енергії 2D-полярону, отриманої для хвильової функції, що складається з 5 гаусових експонентів. Енергія основного стану 2D-полярону становить ₁ = –0.202366 ₕ* при η = 0. Критичне значення параметра іонності η відповідає ηс ≈ 0,2. При η > ηc 2D-біполярон розпадається на два 2D-полярони. en Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics Semiconductor Physics Energy of interaction between polarons and spatial configuration of bipolaron in two-dimensional systems Енергія взаємодії поляронів та просторова конфігурація біполярону в двовимірних системах Article published earlier |
| spellingShingle | Energy of interaction between polarons and spatial configuration of bipolaron in two-dimensional systems Kashirina, N.I. Kashyrina, Ya.O. Korol, O.A. Roik, O.S. Semiconductor Physics |
| title | Energy of interaction between polarons and spatial configuration of bipolaron in two-dimensional systems |
| title_alt | Енергія взаємодії поляронів та просторова конфігурація біполярону в двовимірних системах |
| title_full | Energy of interaction between polarons and spatial configuration of bipolaron in two-dimensional systems |
| title_fullStr | Energy of interaction between polarons and spatial configuration of bipolaron in two-dimensional systems |
| title_full_unstemmed | Energy of interaction between polarons and spatial configuration of bipolaron in two-dimensional systems |
| title_short | Energy of interaction between polarons and spatial configuration of bipolaron in two-dimensional systems |
| title_sort | energy of interaction between polarons and spatial configuration of bipolaron in two-dimensional systems |
| topic | Semiconductor Physics |
| topic_facet | Semiconductor Physics |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/215855 |
| work_keys_str_mv | AT kashirinani energyofinteractionbetweenpolaronsandspatialconfigurationofbipolaronintwodimensionalsystems AT kashyrinayao energyofinteractionbetweenpolaronsandspatialconfigurationofbipolaronintwodimensionalsystems AT koroloa energyofinteractionbetweenpolaronsandspatialconfigurationofbipolaronintwodimensionalsystems AT roikos energyofinteractionbetweenpolaronsandspatialconfigurationofbipolaronintwodimensionalsystems AT kashirinani energíâvzaêmodíípolâronívtaprostorovakonfíguracíâbípolâronuvdvovimírnihsistemah AT kashyrinayao energíâvzaêmodíípolâronívtaprostorovakonfíguracíâbípolâronuvdvovimírnihsistemah AT koroloa energíâvzaêmodíípolâronívtaprostorovakonfíguracíâbípolâronuvdvovimírnihsistemah AT roikos energíâvzaêmodíípolâronívtaprostorovakonfíguracíâbípolâronuvdvovimírnihsistemah |