Индуцированная взаимодействием щель в спектре электронов и киральные эффекты в металлических углеродных нанотрубках

Abstract

Изучено влияние электрон-фононного взаимодействия на спектр и транспортные характеристики дираковских электронов в металлических однослойных углеродных нанотрубках. Показано, что псевдомагнитная часть потенциала взаимодействия электронов с поперечными акустическими фононами индуцирует щель в спектре электронов. Рассмотрены два механизма образования щели: пайерлсовский фазовый переход и корреляционный механизм за счет виртуального обмена электронов поперечными фононами. Рассчитана вероятность рассеяния массивных дираковских фермионов на скалярном (электростатическом) потенциале конечного размера и найдены индуцированные электрон-электронными корреляциями перенормировки затравочной амплитуды рассеяния.

Вивчено вплив електрон-фононної взаємодії на спектр та транспортні характеристики діраківських електронів в одношарових вуглецевих нанотрубках. Показано, що псевдомагнітна частина потенціалу взаємодії електронів з поперечними фононами індукує щілину в спектрі електронів. Розглянуто два механізми утворення щілини: пайєрлсовський фазовий перехід та кореляційний механізм за рахунок віртуального обміну електронiв поперечними фононами. Розраховано вірогідність розсіювання масивних діраківських ферміонів на скалярному (електростатичному) потенціалі скінченного розміру та знайдено індуковані електрон-електронними кореляціями перенормування первинної амплітуди розсіювання.

This is a study of the effect of electron-phonon interactions on the spectrum and transport properties of Dirac electrons in metallic single-wall carbon nanotubes. It is shown that the pseudomagnetic part of the interaction potential of electrons with transverse acoustic phonons induces a gap in the electron spectrum. Two mechanisms for formation of a gap are considered: Peierls phase transitions and a correlation mechanism owing to virtual exchange of electrons with transverse phonons. The scattering probability of massive Dirac fermions on a scalar (electrostatic) potential of finite size is calculated and the renormalization of the bare scattering amplitude induced by electron-electron correlations is evaluated.