单层黑磷的本征载流子迁移率

我们提出了一个用于各向异性二维半导体中单声子和双声子载流子散射的理论，并应用于单层黑磷（BP）。我们表明，与石墨烯相比，在石墨烯中由弯曲声子散射引起的双声子过程在任何实际相关温度下都占主导地位且与载流子浓度 $n\gtrsim10^{13}$ cm$^{-2}$ 无关，而在 BP 中双声子散射较不重要，在 $n\gtrsim10^{13}$ cm$^{-2}$ 时可视为可忽略。然而在较小的 $n$ 下，声子进入本质上的非谐区。与空穴迁移率相比，空穴迁移率在 BP 的主方向间未表现出强各向异性（$n=10^{13}$ cm$^{-2}$ 和 $T=300$ K 时 $\mu_{xx}/\mu_{yy}\sim1.4$），电子迁移率被发现具有显著更强的各向异性（$\mu_{xx}/\mu_{yy}\sim6.2$）。对于空穴（电子），$\mu_{xx}$ 的绝对值不超过 250 (700) cm$^2$V$^{-1}$s$^{-1}$，这可视为室温下 BP 迁移率的上限。