포논 보조 전이 속도 I. 고체에서의 광 포논 보조 홉핑

초록 고체에서 비아디아바틱 전자 홉핑 운동을 위한 광 포논 보조 전이 속도에 대한 광범위한 계산이 제시된다. 홀스타인의 분자 결정 모델을 연구의 기초로 사용하며, 계산은 전자-격자 결합 강도, 온도 또는 초기 및 최종 사이트의 전자 에너지 차이에 대해 어떤 제한도 두지 않는다. 강한 결합 소폴라론 영역에서, 점프 속도, 연관된 직류 전도도, 교류 전도도, 그리고 직류 전도도의 전기장 의존성을 모두 계산한다. 이러한 수송 속성은 온도가 광 포논 온도보다 높거나 크게 낮은지에 따라 qualitatively 구별되는 행동을 나타낸다. 저온 영역에서 최소 양의 진동 에너지를 흡수하는 에너지 보존 프로세스가 열적으로 활성화된 점프 속도에 대한 주요 기여를 제공한다. 충분히 높은 온도에서 다중 포논 프로세스가 전이 속도를 지배하며, 고온 점프 속도는 활성화되지만 저온 영역을 특징짓는 것과는 다른 활성화 에너지를 가진다. 보완적인 약한 결합 영역에서 점프 속도는 에너지 보존의 요구 사항에 일치하는 최소 수의 포논을 흡수하거나 방출하는 프로세스가 지배하는 특징을 가진다. 다시 한번 두 가지 뚜렷한 온도 영역이 나타난다: 저온의 열적으로 활성화된 영역과 고온의 비활성화된 영역. 마지막으로, 광 포논 보조 전이 속도가 삼차원 모델에서 잘 정의되지만, 선형 체인(ω = 0) 및 평면 모델(광 포논 주파수)에서 발산이 발생함을 보여준다. 이 기사에서의 계산은 이전에 특별한 경우에 대해 얻어진 결과들을 하나의 틀로 통합하고 여러 새로운 고려사항을 드러낸다. 이 기사는 두 부분 중 첫 번째이며, 두 번째 부분은 음향 포논 보조 홉핑을 다룬다.