电子-声子耦合与电子迁移率的第一性原理方法：在二维材料中的应用
介观与纳米尺度物理
2016-01-13 v1
摘要
我们给出了n型单层石墨烯、硅烯和MoS中声子限制迁移率的密度泛函理论计算。包括电子-声子相互作用在内的材料性质均由第一性原理计算得出。我们详细描述了线性化Boltzmann输运方程(BTE)的归一化全带弛豫时间近似，其中包含了非弹性散射过程。体电子-声子耦合通过超胞方法进行评估。所采用的方法完全是数值化的，因此不需要对问题的部分进行半解析处理，且重要的是，它保留了存储在耦合和能带结构中的各向异性信息。此外，我们计算了低场迁移率及其对载流子密度和温度的依赖关系，以更好地理解石墨烯、硅烯和单层MoS中的输运。与石墨烯不同，硅烯中的载流子与面外模式表现出强烈的相互作用。我们发现，石墨烯的迁移率比硅烯高出一个数量级以上。对于MoS，我们得到的迁移率低了几个数量级，与其他近期理论结果一致。这些模拟展示了新实现的BTE求解器在基于第一性原理和局域基集的模拟工具中应用的预测能力。
引用
@article{arxiv.1511.02045,
title = {First-principles method for electron-phonon coupling and electron mobility: Applications to 2D materials},
author = {Tue Gunst and Troels Markussen and Kurt Stokbro and Mads Brandbyge},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.02045},
year = {2016}
}