通过引入六方氮化硼衬底大幅提升磷烯载流子迁移率

载流子迁移率是电子器件的关键特性，因为它主导着功耗和开关速度。具有高载流子迁移率的材料同样会揭示出在其常规对应物中难以观察到的丰富而异常的物理现象。因此，提升材料载流子迁移率的方法因其在更高效电子器件和更多异常现象探索中的潜在应用而受到广泛研究关注。例如，通过引入平坦的六方氮化硼（h-BN）衬底来提升载流子迁移率已在实验上实现。然而，其背后的力学机制尚不清楚。在本研究中，我们在第一性原理层面，基于声子限制散射模型框架，估算了磷烯在h-BN衬底上（P/h-BN）的载流子迁移率。除了高$\kappa$介电特性外，h-BN还具有高二维弹性模量的优异力学性能。P/h-BN异质结构继承了h-BN的高弹性模量，从而提升了磷烯中的载流子迁移率。由于层间弱的范德华相互作用，磷烯独特的电子性质在费米能级附近几乎完美地得以保留，保证了P/h-BN中优越的电子输运。我们的发现为提升磷烯以及其他基于二维材料的场效应晶体管中的载流子迁移率提供了新的视角。