MoS2单层中间谷电子散射异常微弱：来自电子与声子能带匹配的启示
材料科学
2022-04-26 v1
摘要
已知层状半导体中的载流子迁移率通常由于电子和声子态密度降低导致散射通道受抑制，而从二维（2D）到三维（3D）增加。在这项工作中，我们发现从MoS2单层到块体存在迁移率的异常下降。通过仔细分析散射机制，我们可以将这种异常归因于单层更强的谷内散射，但相比于块体情况，由于更少的谷间散射通道和更弱的相应电子-声子耦合，导致了更弱的谷间散射。我们表明，决定散射通道的是电子能带结构与声子谱之间的匹配，而非它们的电子和声子态密度。我们首次提出声子能量分辨的匹配函数来识别谷内和谷间散射通道。此外，我们表明，如果满足以下条件，多个谷不一定导致强谷间散射：（1）由于相应电子与声子能带之间匹配小，散射通道（可通过匹配函数的分布明确捕捉）很少；和/或（2）多个谷在倒易空间中相距较远且由面外轨道组成，从而相应的电子-声子耦合强度较弱。因此，借助能带边轨道分析，可利用匹配函数作为有用指导合理扩大高迁移率二维材料的搜索范围。
引用
@article{arxiv.2204.11415,
title = {Abnormally weak intervalley electron scattering in MoS2 monolayer: insights from the matching between electron and phonon bands},
author = {Shiru Song and Ji-Hui Yang and Xin-Gao Gong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.11415},
year = {2022}
}
备注
20 pages, 10 figures