Polaron

Polaron (z łac. polus od gr. πόλος 'biegun') – kwazicząstka powstająca jako wynik lokalnego odkształcenia sieci krystalicznej spowodowanego oddziaływaniem elektrostatycznym w wyniku przemieszczania się w krysztale naładowanej cząstki (elektronu lub dziury).

Polaron jest najczęściej opisywany przez hamiltonian H_pol = H_el + H_fon + H_el-fon, gdzie H_el oznacza część elektronową, H_fon jest hamiltonianem fononów optycznych podłużnych oraz H_el-fon opisuje liniowe oddziaływanie elektron-fonon. Oddziaływanie elektron-fonon jest charakteryzowane przez bezwymiarową stałą sprzężenia α określającą jonowość kryształu. Dla α<1 poprawne wyniki uzyskuje się stosując standardowy rachunek zaburzeń. Dla dowolnych α energię stanu podstawowego można obliczyć używając rachunku wariacyjnego i Feynmanowskich całek po drogach.

W wyniku oddziaływania z jonami sieci efektywna masa kwazicząstki polaronowej jest większa od masy cząstki swobodnej. Obrazowo zwiększenie masy można wyjaśnić koniecznością deformacji okolicznej sieci (konieczności wychylenia z położenia równowagi jonów sieci); tak, jakby cząstka ciągnęła za sobą deformację.

Polaron magnetyczny jest odpowiednikiem polaronu dla pola magnetycznego. W tym wypadku mamy do czynienia z polaryzacją przez cząstkę ośrodka magnetycznego.

Zobacz też

• kwazicząstka
• fizyka ciała stałego
• fonon
• polaron Fröhlicha
• półprzewodnik półmagnetyczny