二维半导体 MXene-$Ti_2CO_2$ 的高频复阻抗分析

MXenes 二维化合物族展现出独特的光学、电学、化学与力学性质，是一类特殊的过渡金属碳化物与氮化物。除在 Li-S、锂离子电池、导电电极、储氢与燃料电池中的传统应用外，半导体氧官能化 MXene-$Ti_2CO_2$ 中低晶格热导率与高电子迁移率的结合近期引发了对其高性能热电与纳米电子器件的兴趣。除上述直流输运应用外，鉴于无线通信与透明导体相关应用日益增长的兴趣，理解其交流输运也至关重要。本工作中，我们利用近期发展的 $ab~initio$ 输运模型，研究电子迁移率与电导率的实部与虚部，以明确刻画直至太赫兹频率范围、超出室温的载流子输运。我们还将载流子迁移率与电导率同德鲁德模型对比，以揭示其不准确性从而与实验进行有意义的比较。我们的计算显示了声学形变势散射、压电散射与极性光学声子散射机制的影响。不依赖实验数据，我们的模型需要由密度泛函理论从第一性原理计算的输入。我们的结果为当前 MXenes 高频应用研究提供基于第一性原理的交流输运计算奠定了基础。