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Finite-temperature density-matrix renormalization group method for electron-phonon systems: Thermodynamics and Holstein-polaron spectral functions

机译：有限温度密度 - 基质重新定位群体电子源电子系统：热力学和Holstein-PolarOn光谱功能

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摘要

We investigate the thermodynamics and finite-temperature spectral functions of the Holstein polaron using a density-matrix renormalization group method. Our method combines purification and local basis optimization (LBO) as an efficient treatment of phonon modes. LBO is a scheme which relies on finding the optimal local basis by diagonalizing the local reduced density matrix. By transforming the stale into this basis, one can truncate the local Hilbert space with a negligible loss of accuracy for a wide range of parameters. In this work, we focus on the crossover regime between large and small polarons of the Holslein model. Here, no analytical solution exists and we show that the thermal expectation values at low temperatures are independent of the phonon Hilbert space truncation provided the basis is chosen large enough. We then demonstrate that we can extract the electron spectral function and establish consistency with results from a finite-temperature Lanczos method. We additionally calculate the electron emission spectrum and the phonon spectral function and show that all the computations are significantly simplified by the local basis optimization. We observe that the electron emission spectrum shifts spectral weight to both lower frequencies and larger momenta as the temperature is increased. The phonon spectral function experiences a large broadening and the polaron peak at large momenta gets significantly flattened and merges almost completely into the free-phonon peak.
机译：我们研究了使用密度 - 基质重整化组方法的Holstein Gigon的热力学和有限温度谱功能。我们的方法将净化和局部基础优化（LBO）结合为声子模式的有效处理。 LBO是一种通过对角度化局部减小的密度矩阵来依赖于找到最佳局部的方案。通过将陈旧变为此基础，可以截断本地希尔伯特空间，可忽略可忽略的准确性损失，以获得各种参数。在这项工作中，我们专注于Holslein模型的大小极性之间的交叉制度。这里，没有存在分析解决方案，并且我们表明低温下的热预期值与Shalon Hilbert空间截断的截断完全是足够大的。然后，我们证明我们可以提取电子光谱功能并建立与有限温度LANCZOS方法的结果的一致性。我们还计算了电子发射光谱和声子谱函数，并显示所有计算通过本地基础优化显着简化。我们观察到电子发射光谱将频谱重量移位到较低频率和随着温度的较大电影时。声子谱函数经历大的宽度较大，大小的偏振子峰值显着变平，并且几乎完全合并到自由声子峰。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2020年第16期|165155.1-165155.17|共17页
  • 作者

    David Jansen; Junez Bonca; Fabian Heidrich-Meisner;

  • 作者单位

    Institut fuer Theorelische Physik Georg-August-Universitaet Goettingen D-37077 Goettingen Germany;

    J. Stefan Institute 1000 Ljubljana Slovenia Faculty of Mathematics and Physics University of Ljubljana 1000 Ljubljana Slovenia;

    Institut fuer Theorelische Physik Georg-August-Universitaet Goettingen D-37077 Goettingen Germany;

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