包含电离杂质散射的半导体载流子迁移率第一性原理计算
材料科学
2023-04-12 v1 计算物理
摘要
过去十年中，以预测精度计算半导体中声子限制载流子迁移率的第一性原理计算方法已经出现。更实际的的计算应当考虑额外的散射机制，例如杂质与晶界散射。本工作中，我们研究电离杂质散射对载流子迁移率的影响。我们以随机分布的库仑散射中心集合来建模杂质势，并将此弛豫通道纳入第一性原理玻尔兹曼输运方程（如 EPW 代码中所实现）。我们以硅、碳化硅与磷化镓为例演示该方法，这些材料均有详尽的实验数据可用。我们的计算在宽广的温度与杂质浓度范围内与实验合理吻合。对 herein 研究的每种化合物，我们比较了电子-声子散射与电离杂质散射的相对重要性，并批判性地评估了马西森定则的可靠性。我们还表明，对介电屏蔽与载流子有效质量的准确描述可改善与实验的定量一致。
引用
@article{arxiv.2301.02323,
title = {Ab initio calculation of carrier mobility in semiconductors including ionized-impurity scattering},
author = {Joshua Leveillee and Xiao Zhang and Emmanouil Kioupakis and Feliciano Giustino},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.02323},
year = {2023}
}