Experimental verification of charge soliton excitations in the ionic Mott-Peierls ferroelectric TTF-CA
Experimental verification of charge soliton excitations in the ionic Mott-Peierls ferroelectric TTF-CA
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离子 Mott-Peierls 铁电 TTF-CA 中电荷孤子激发的实验验证
DOI：
10.1103/physrevb.107.125164
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发表时间：
2023
影响因子：
3.7
通讯作者：
Kanoda K.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Takehara R.;Adachi H.;Sunami K.;Miyagawa K.;Miyamoto T.;Okamoto H.;Horiuchi S.;Kanoda K.
固体中电荷、自旋和晶格的强耦合会通过它们的交织而产生突现的基元激发，在一维中，孤子也因此而闻名。电荷转移有机铁电体 TTF-CA 被认为具有电荷孤子。然而，电荷孤子的存在仍未得到证实。在这里，我们证明 TTF-CA 离子 Mott-Peierls 绝缘相中的电荷传输间隙比准粒子激发预期的要小一个数量级，但与电荷孤子激发完全一致。我们进一步表明，电荷孤子和自旋孤子根据它们的共存以相似的扩散系数移动。这些结果为涌现孤子的热激发提供了基础。
Strong coupling of charge, spin, and lattice in solids brings about emergent elementary excitations with their intertwining and, in one dimension, solitons are known as such. The charge-transferred organic ferroelectric, TTF-CA, has been argued to host charge solitons; however, the existence of the charge solitons remains unverified. Here, we demonstrate that the charge-transport gap in the ionic Mott-Peierls insulating phase of TTF-CA is an order of magnitude smaller than expected from quasiparticle excitations, however, being entirely consistent with the charge soliton excitations. We further suggest that charge and spin solitons move with similar diffusion coefficients in accordance with their coexistence. These results provide a basis for the thermal excitations of the emergent solitons.
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