石墨烯中的光生载流子热化瓶颈
材料科学
2019-04-17 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们基于第一性原理研究了石墨烯中由电子-声子(EP)相互作用引起的光生载流子动力学。利用由密度泛函理论(DFT)确定的参数的玻尔兹曼弛豫时间近似以及一个互补的、显式可解模型，我们表明当激发能从 1 eV 降低到 100 meV 范围时，光生载流子热化时间改变了数个数量级。具体而言，低温下的超快热化通过光学声子发射在飞秒时间尺度上发生，但一旦激发能与这些光学声子能量量子相当，热化便减慢至皮秒量级。在后一 regime 中，热化时间表现出对温度的显著依赖。我们的 DFT 模型包含了由 EP 散射引起的所有带间与带内跃迁。得益于石墨烯的高熔点，我们将研究拓展至 2000~K，并表明如此高的温度通过声子吸收缩短了光生载流子热化时间。
引用
@article{arxiv.1804.07467,
title = {Photocarrier thermalization bottleneck in graphene},
author = {Dinesh Yadav and Maxim Trushin and Fabian Pauly},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.07467},
year = {2019}
}
备注
9 pages, 5 figures