Verallgemeinerungen und Anwendungen der Fulton-Gouterman-Transformation

Abstract

In dieser Arbeit betrachten wir unitäre Transformationen in gekoppelten Elektron-Phonon-Systemen, die dadurch ausgezeichnet sind, dass sie die Symmetrie des Systems in optimaler Weise instrumentalisieren. Dadurch wird der Hamiltonoperator bezüglich des elektronischen Subsystems diagonalisiert und das Problem auf einen effektiven Phononen-Hamiltonoperator reduziert.

Das Schwergewicht unserer Untersuchung liegt auf der Behandlung verallgemeinerter Formen der Fulton-Gouterman-Transformation (Geralised FGT, GFGT). Insbesondere diskutieren wir eine Erweiterung der GFGT auf mehr als ein elektronisches Band (Mehrband-Formulierung der GFGT, MFGT) und kontrastieren die MFGT mit der Lee-Low-Pines-Transformation (LLPT). Wir geben auch eine exponentielle Form der MFGT für zyklische Symmetrie an. Diese exponentielle Form kann als Ausgangspunkt für zukünftige Behandlungen von Vielteilchen-Systemen dienen.

Um die erfolgreiche Wirkungsweise der MFGT in translatorischen Gittersystemen zeigen zu können, führen wir einen hinreichend allgemeinen Elektron-Phonon-Hamilton-operator ein, der die Diskretheit der periodischen Gitterstruktur und die phononische Anharmonizität inkorporiert. Dadurch werden Umklapp-Prozesse sowohl in der Elektron-Phonon-Kopplung wie auch in der phononischen Anharmonizität impliziert.

A generalised form of the Fulton-Gouterman-transformation is introduced and applied to general electron-phonon systems. A contrastation with the Lee-Low-Pines transformation is realised. A further approach to phononic trial functions is being followed by means of unitary transformations.