非理想CVD石墨烯器件中的多尺度非相干电子输运性质

在本研究工作中，对卷对卷化学气相沉积石墨烯器件的电子输运性质进行基准测试，以阐明和理解石墨烯器件在真实世界商业应用中的迁移率退化。石墨烯与二维材料中具有不同背景材料组成和工艺配方的多样器件设计形态在器件中引入了各种散射源。为理解卷对卷化学气相沉积石墨烯生产器件中迁移率退化的本质，我们采用了多尺度、多物理自下而上、基于非平衡格林函数的量子输运形式。在此框架中，我们在计算最后阶段数值纳入各种散射机制以推导被测迁移率，从而观察各种散射势对生产器件性能的影响。我们分析了透射、电子电荷密度、静电泊松势、能量分辨通量密度与电流-电压特性的变化，并推断了不同散射势下各类石墨烯器件中的德鲁德迁移率。这些散射机制在双环自洽泊松-非平衡格林函数迭代的第三环中将散射势视为一阶声子戴森自能项。此外，通过广义接触自能散射计算实现的多种散射场景将接触散射的影响归因于准弹道输运极限下的石墨烯器件。在该方案中，所有物理散射机制的影响被集中为一个能量不确定性或散射率参数，以包含在器件受海森堡不确定性上限约束的接触自能相互作用项中。