結晶表面におけるパイエルス転移

Abstract

結晶内部は変化しないのにその表面の数原子層だけが相転移する現象が知られている.これら「表面相転移」は, 低次元系における相転移のモデルとしても興味深い.最近, 表面の擬2次元電子系と格子系の結合により引き起こされる表面パイエルス転移について, 電子系と格子系のそれぞれの振舞いが実験により詳細にとらえられるようになってきた.パイエルス転移については, バルク擬低次元系物質の研究に基づいて, 電子-フォノン結合の強さに基づいた, 弱結合型と強結合型(あるいは, 変位型と秩序-無秩序型)という分類法が受け入れられてきた.新しい観測結果は, この分類に収まらないタイプの転移の存在を示している.従来のギャップサイズによる分類に加えて, コヒーレンス長がもう一つの指標として相転移を特徴づけることを示す.

"Surface phase transition" refers to the phenomena in which only several atomic layers at outermost surfaces undergo a phase transition while the rest of the crystal is unchanged. Surface Peierls transition is one of such phenomena, driven by the coupling of quasi-two-dimensional surface electronic system with the surface lattice of ion cores. Recent experimental studies of surface Peierls transition indicate that the conventional classification of the Peierls transition according to the electron-phonon coupling strength should be revised. It is shown that the coherence length of charge density waves generated in the ground state also characterizes the phase transitions.