IMPURITY-INDUCED DEFECT STATES IN POLYACETYLENE

Résumé
Les effets d'impuretés sur la structure électronique et les distorsions du réseau sont étudiés en utilisant l'Hamiltonien SSH et un potentiel d'impureté agissant sur un seul point du réseau. Dans une chaîne dimérisée les impuretés produisent des états électroniques localisés dont les niveaux d'énergie tendent vers le centre du gap pour des valeurs de potentiel tendant vers l'infini. Simultanément, l'extension de ces états s'approche de celle du soliton. Dans la limite de couplage faible, le résultat obtenu pour le modèle discret est identique à celui dérivé pour le modèle continu. L'absorption optique engendrée par une impureté se montre plus faible d'un facteur 4 que celle amenée par un soliton. Les modifications de la structure électronique produisent d'importants effets de relaxation dans le réseau cristallin d'où on conclut que les impuretés affectent et les états électroniques et le modèle des déplacements du réseau.

Abstract
The effect of impurities on both the electronic structure and the lattice distortions in polyacetylene is studied using the SSH Hamiltonian and an impurity potential acting on a single site. Assuming an ideally dimerized chain it is shown that the impurities lead to localized electronic states with energy levels tending to mid-gap and extents approaching the characteristic soliton length with increasing strength of the impurity potential. Both the discrete and the continuum model yield the same result in the weak-coupling limit. The impurity-induced optical absorption is calculated and found to be weaker by a factor of about 4 than the soliton-induced absorption. Finally the modifications in the electronic structure are shown to lead to strong lattice relaxation, and it is concluded that the impurities affect both the electronic states and the displacement pattern of the lattice.