薄膜中载流子迁移率的量子计算：方法、Matthiessen规则及与半经典方法的比较

我们讨论了在量子非平衡格林函数（NEGF）框架内计算硅薄膜中载流子迁移率的问题。我们引入了一种提取载流子迁移率的新方法，该方法不受接触电阻污染的影响，能够以合理的成本提供准确的迁移率，并且对系综平均的需求最小。然后，我们引入了一个新范式来定义与给定弹性散射机制“M”相关的部分迁移率$\mu_{M}$，以声子（PH）为参考（$\mu_{M}^{-1}=\mu_{PH+M}^{-1}-\mu_{PH}^{-1}$）。我们认为，在量子输运框架中，这一定义更有意义，因为它不受纯弹道计算中可能出现的远距离干涉效应的影响。事实上，这些迁移率对于三种机制（表面粗糙度（SR）、远程库仑散射（RCS）和声子）满足Matthiessen规则的程度远优于通常的单机制计算。我们还讨论了RCS无序中长程空间相关性的问题。最后，我们比较了半经典Kubo-Greenwood（KG）和量子NEGF计算。我们表明，对于声子和RCS，KG和NEGF具有合理的一致性，但对于SR则不然。我们指出了KG中处理SR散射可能存在的缺陷，为进一步改进开辟了道路。