Structural Phase Transitions in Layered Transition Metal Compounds

انتقال فاز ساختاری یکی از اساسی ترین مسائل در فیزیک حالت جامد است. دی‌کالکوژنیدهای فلزی لایه‌ای هیجان‌انگیزترین منطقه را برای مطالعه انتقال‌های فاز ساختاری که با موج چگالی بار (CDW) مرتبط هستند، در اختیار ما قرار می‌دهند. طیف وسیعی از انتقال‌های فاز ساختاری، مانند انتقال‌های متناسب و نامتناسب، و پیوندهای مناسب فیزیکی مربوط به تشکیل CDW، موضوعی است که برای سال‌ها با روش‌هایی که از تکنیک‌های میکروسکوپی مدرن استفاده می‌کنند، مورد مطالعه شدید قرار گرفته‌اند. اخیراً، تلاش هایی به درک نظری این نتایج تجربی اختصاص یافته است. بنابراین، مک میلان، برای مثال، یک نظریه پدیدارشناختی ظریف بر اساس گسترش انرژی آزاد لاندو ایجاد کرده است. بسط تئوری مک میلان درک موفقیت آمیزی از انتقال فاز متوالی مشاهده شده در ترکیبات IT و 2H ارائه کرده است. علاوه بر این، یک نظریه میکروسکوپی از ناپایداری شبکه، دینامیک شبکه و اعوجاج شبکه در حالت CDW دی‌کالکوژنیدهای فلزات واسطه بر اساس ساختارهای الکترونیکی آنها توسعه داده شده است. در نتیجه، نیروی محرکه تشکیل CDW در ترکیبات IT و 2H مشخص شده است. علاوه بر این، اثر نوسانات شبکه بر روی انتقال CDW و رفتار غیرعادی خواص فیزیکی مختلف به صورت میکروسکوپی مشخص شده است.

The structural phase transition is one of the most fundamental problems in solid state physics. Layered transition-metal dichalcogenides provide us with a most exciting area for the study of structural phase transitions that are associated with the charge density wave (CDW). A large variety of structural phase transitions, such as commensurate and incommensurate transitions, and the physical proper­ ties related to the formation of a CDW, have been an object of intense study made for many years by methods employing modem microscopic techniques. Rather recently, efforts have been devoted to the theoretical understanding of these experimental results. Thus, McMillan, for example, has developed an elegant phenomenological theory on the basis of the Landau free energy expansion. An extension of McMillan's theory has provided a successful understanding of the successive phase transitions observed in the IT- and 2H-compounds. In addition, a microscopic theory of lattice instability, lattice dynamics, and lattice distortion in the CDW state of the transition-metal dichalcogenides has been developed based on their electronic structures. As a result, the driving force of the CDW formation in the IT- and 2H-compounds has become clear. Furthermore, the effect of lattice fluctuations on the CDW transition and on the anomalous behavior of various physical properties has been made clear microscopically.