Temperature dependence of the Peierls wavevector in quasi one dimensional conductors

(Received 19 February 1991, accepted 27 March 1991)

Abstract
It is shown that the thermal dependence of the wavevector of the charge density wave instability displayed by a large number of quasi one-dimensional (1D) conductors can be accounted for within the framework of the mean field theory of the 1D Peierls transition, when the finite slope of the bare phonon branch bearing the Kohn anomaly and when a realistic non linearized electronic dispersion are considered. This theory allows to estimate the sign and the order of magnitude of the thermal variations experimentally observed. Additional effects, including the warping of the Fermi surface of the quasi-1D electron gas, and disorder are shown to enhance the thermal dependence of the Peierls wavevector, mainly through a reduction of the electronic coherence length.

Résumé
Nous montrons que la dépendance en température du vecteur d'onde caractéristique de l'instabilité d'onde de densité de charge, que présente un grand nombre de conducteurs quasi unidimensionnels (1D), peut être expliquée par une théorie de champ moyen de la transition de Peierls 1D, pourvu que la branche de phonon qui porte l'anomalie de Kohn présente une pente finie, et pourvu que la relation de dispersion des électrons ne soit pas linéarisée au voisinage du niveau de Fermi. Cette approche permet d'estimer le signe et l'ordre de grandeur des variations thermiques mesurées. Nous montrons de plus que le gondolement de la surface de Fermi d'un gaz d'électrons "quasi" 1D et les effets de désordre renforcent la dépendance thermique du vecteur d'onde de Peierls, en jouant essentiellement sur la longueur de cohérence électronique.