基于全带电子-声子与电离杂质散射计算的 SnO2 电子与空穴迁移率
材料科学
2022-11-11 v1
摘要
迁移率是 SnO2 的一个关键参数，其作为实用的透明氧化物 n 型半导体被广泛研究。实验中，块体 SnO2 单晶中电子的迁移率在室温下介于 70 到 260 cm2V-1s-1 之间。在此，我们通过将玻尔兹曼输运方程与密度泛函理论电子结构耦合，计算由电子-声子和电离杂质散射限制的迁移率。线性化玻尔兹曼输运方程在超越常用的常弛豫时间近似下被数值求解，考虑了散射率的所有能量和动量依赖关系。对于电子-声子散射，考虑了声学形变势和极性光学声子，其中发现极性光学声子散射是决定室温下电子和空穴迁移率的主要因素。计算得到的声子限制电子迁移率为 265 cm2V-1s-1，而空穴为 7.6 cm2V-1s-1。我们给出了迁移率随载流子浓度的变化关系，显示了迁移率上限。n 型和 p 型 SnO2 迁移率之间的巨大差异源于电子和空穴有效质量的不同。
引用
@article{arxiv.2211.05211,
title = {Electron and Hole Mobility of SnO2 from Full-Band Electron-Phonon and Ionized Impurity Scattering Computations},
author = {Zhen Li and Patrizio Graziosi and Neophytos Neophytou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.05211},
year = {2022}
}