基于第一性原理的 Si 中热电子扩散、微波噪声与压阻效应
材料科学
2023-10-04 v1
摘要
无可调参数的材料电荷输运性质第一性原理计算，已提供了对支配电荷输运性质的电子-声子相互作用的微观洞察。其他输运性质如扩散系数提供了额外的微观信息且易于实验获取，但对此类性质的第一性原理计算甚少。在此，我们报道了 Si 中热电子扩散系数的第一性原理计算及其在 77–300 K 温度范围内对电场的依赖。虽然获得了如高电场下各向异性等趋势的定性一致，但低场迁移率常规达到的定量一致却有所缺失。我们通过计算微波频率噪声谱与压阻效应，考察该差异能否归因于对 f 型谷间散射的不准确描述。这些计算表明，f 型散射强度的任何误差都不足以解释扩散系数差异。我们的发现表明，测量的扩散系数受空间电荷效应等未包含于第一性原理计算中的因素影响，影响了依据电荷输运过程对该性质的诠释。
引用
@article{arxiv.2310.01532,
title = {Hot electron diffusion, microwave noise, and piezoresistivity in Si from first principles},
author = {Benjamin Hatanpää and Austin J. Minnich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.01532},
year = {2023}
}