热电子发射越过多型势垒后热载流子热化的成像研究
介观与纳米尺度物理
2020-05-20 v1
摘要
非平衡电荷载流子的热化是热电能量转换的核心。在纳米尺度系统中，平衡长度可与系统尺寸相当，导致热电效应需被视为空间分布而非局域于结处。载流子与声子之间的能量交换具有基础科学意义和技术价值，但其测量面临重大实验挑战。我们通过成像晶体相工程InAs纳米线（NW）器件中由佩尔捷效应引起的温度变化来应对这些挑战。利用高分辨率扫描热显微镜（SThM），我们研究了载流InAs纳米线，其在闪锌矿（ZB）晶相的纳米线中带有不同长度的纤锌矿（WZ）势垒段。该势垒作为费米能级附近电子传输的滤波器，产生热电效应。我们发现通过电子-声子热交换的热化延伸至整个器件。我们通过将沿纳米线的温度分布与空间相关的热扩散和电子热化模型比较来分析。我们能够提取系统的主导特性，包括\,nm的电子热化长度、势垒引入的佩尔捷系数和塞贝克系数分别为\,mV和\,V/K，以及沿导线轴的热导率\,W/m/K。最后，我们比较了两种提取纳米线与衬底之间难以测量的热边界 conductance 的方法。
引用
@article{arxiv.1911.11415,
title = {Imaging the Thermalization of Hot Carriers After Thermionic Emission Over a Polytype Barrier},
author = {Fabian Könemann and I-Ju Chen and Sebastian Lehmann and Claes Thelander and Bernd Gotsmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.11415},
year = {2020}
}