Ab initio расчеты электрон-фононного взаимодействия и характеристик больших поляронов в рутиле и анатазе

Проведены расчеты электрон-фононного взаимодействия и некоторых характеристик возбужденных электронов вблизи дна зоны проводимости диоксида титана в структуре анатаза и рутила. Вычислялись функция Элиашберга, мнимая и действительная части собственно-энергетического потенциала, а также зонная и поляронная массы и ширина фотоэмиссионной линии. Показано, что электрон-фононное взаимодействие определяется главным образом взаимодействием с оптическими фотонами. Умеренные значения поляронной массы, $<2m_e$, соответствует большим поляронам. Расчетные значения ширины спектральной линии значительно меньше наблюдаемых в эксперименте. Приводятся аргументы в пользу того, что основной вклад в ширину спектральной линии отвечает взаимодействию электронов с потенциалом хаотически расположенных кислородных вакансий.