論文の概要: Polarons from first principles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.06176v1
• Date: Fri, 05 Dec 2025 21:55:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-09 22:03:54.221304
• Title: Polarons from first principles
• Title（参考訳）: 第一原理からのポラロン
• Authors: Zhenbang Dai, Jon Lafuente-Bartolome, Feliciano Giustino,
• Abstract要約: ポーラロン(英: polaron)は、固体中の電子とフォノンの相互作用から生じる、創発的な準粒子である。 実験、理論、計算の最近の進歩は、これらの準粒子を前例のない詳細で調べることを可能にした。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9558392439655014
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This article reviews recent theoretical developments in the ab initio study of polarons in materials. The polaron is an emergent quasiparticle that arises from the interaction between electrons and phonons in solids, and consists of an electron or a hole accompanied by a distortion of the crystal lattice. Recent advances in experiments, theory, and computation have made it possible to investigate these quasiparticles with unprecedented detail, reigniting the interest in this classic problem of condensed matter physics. Recent theoretical and computational advances include ab initio calculations of polaron spectral functions, wavefunctions, lattice distortions, and transport and optical properties. These developments provide new insight into polaron physics, but they have evolved somewhat independently from the earlier effective Hamiltonian approaches that laid the foundation of the field. This article aims to bridge these complementary perspectives by placing them within a single unified conceptual framework. To this end, we start by reviewing effective Hamiltonians of historical significance in polaron theory, ab initio techniques based on density functional theory, and many-body first-principles approaches to polarons. After this survey, we outline a general field-theoretic framework that bridges between these diverse approaches to polaron physics. For completeness, we also review recent progress in the study of exciton polarons and self-trapped excitons and their relations to polarons. Beyond the methodology, we discuss recent applications to several classes of materials that attracted attention in the context of polaron physics.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、材料中のポラロンのab initio研究における最近の理論的展開を概観する。 ポーラロンは、固体中の電子とフォノンの相互作用から生じる創発的な準粒子であり、結晶格子の歪みを伴う電子または穴から構成される。 実験、理論、計算の最近の進歩は、これらの準粒子を前例のない詳細で調べることを可能にし、この凝縮物質物理学の古典的な問題への関心を再燃させた。 最近の理論と計算の進歩には、ポーラロンスペクトル関数のab initio計算、波動関数、格子歪み、輸送と光学特性などがある。 これらの発展は、ポーラロン物理学に関する新たな洞察を与えるが、この分野の基礎を築いた初期の効果的なハミルトン的アプローチとは多少独立して進化してきた。 この記事では、これらを単一の統合概念フレームワークに配置することで、これらの相補的な視点を橋渡しすることを目的としています。 この目的のために、ポーラロン理論における歴史的意義の有効ハミルトニアン、密度汎関数理論に基づくイニシアチブ技法、ポラロンへの多体第一原理アプローチのレビューから始める。 この調査の後、ポーラロン物理学への様々なアプローチを橋渡しする一般場理論の枠組みを概説した。 完全性については、エキシトンポーラロンと自己トラッピングエキシトンの研究の最近の進歩とポーラロンとの関係についても概説する。 この方法論以外にも、ポーラロン物理学の文脈で注目を集めたいくつかの種類の材料への最近の応用について論じる。

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