层状纳米颗粒固体中的公度效应
介观与纳米尺度物理
2020-01-22 v1
摘要
我们开发了 HiNTS（{\bf Hi}erarchical {\bf N}anoparticle {\bf T}ransport {\bf S}imulator，分层纳米颗粒输运模拟器），并调整其用于研究两类纳米颗粒（NP）固体中的公度效应：（1）具有能量偏移的双层 NP 固体（BNS），以及（2）作为场效应晶体管（FET）一部分的 BNS。HiNTS 将单个 NP 的 ab initio 表征与 NP-NP 跃迁的声子辅助隧穿跃迁模型整合进基于 Kinetic Monte Carlo 的 NP 固体电荷输运模拟中。首先，我们研究具有层间能量偏移 的 BNS，该偏移可能由固定电场引起。我们的结果包括如下。（1）在独立能量偏移模型中，我们在扫描电子填充因子 经过整数值时观察到公度效应的出现。这些公度效应十分显著，因为它们将迁移率降低了几个数量级。我们在五维参数空间中分析了这些公度效应，作为对现场充电能量 、能量偏移 、无序度 、电子填充因子 和温度 的函数。我们通过展示在整数填充因子 处公度效应在参数空间的某些区域出现而在其他区域消失，从而定义了模型的不同动力学相，以此说明了模型的复杂性。我们确定了这些动力学相之间的相边界。（2）以这些结果为基础，我们将焦点转向实验上被广泛研究的 NP-FET。NP-FET 同样以层间能量偏移 为特征，与我们的第一个模型相反，该偏移由栅极电压 设定并从而与电子填充 相关。我们展示了在这些 NP-FET 中公度效应和不同动力学相的出现。
引用
@article{arxiv.1908.09960,
title = {Commensuration Effects in Layered Nanoparticle Solids},
author = {Luman Qu and Chase Hansen Marton Voros and Gergely Zimanyi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.09960},
year = {2020}
}