熵-塞贝克比作为确定基本电荷的工具

在这项工作中，我们研究了塞贝克系数 $(S)$ 与每粒子微分熵（DEP, $s$）之间的关系，以此作为表征二维系统中电荷载流子的工具。我们以扶手椅型硅烯纳米带为模型平台，分析了在室温下这两个量及其比值如何依赖于化学势。塞贝克系数通过电子透射的能量依赖性来捕捉输运性质，而每粒子微分熵则直接与系统的电子熵相关，为估算 $S$ 提供了一种直接的热力学替代方案。我们考虑了不同的纳米带宽度，定义了金属性和半导体性区域，并评估了这些输运-热力学性质。我们发现，在纳米带的带隙能量区域内，$S$ 和 $s$ 这两个量高度关联，并且在该能量窗口内，它们的比值 $s/S$ 收敛于基本电荷 $e$，满足开尔文公式 $S=s/e$。相反，对于无带隙纳米带，在第一传输通道的能量窗口内，$s/S$ 是未定义的。这些结果确立了每粒子微分熵与塞贝克系数之比，可作为确定基本电荷以及识别电子带隙纯净度（当 $s/S$ 与 $e$ 匹配时）的一种可靠且互补的探针。