石墨烯中的慢速不平衡弛豫与热电输运
介观与纳米尺度物理
2009-11-13 v1
摘要
我们计算了单层石墨烯在流体动力学区域内，考虑载流子布居不平衡弛豫慢速率时的热导率(TC)和热电功率(TEP)的电子分量。由于相对论性能谱的非衰减特性，带间电子-空穴产生与复合过程效率低下。因此，施加温度梯度通常会诱导导带和价带的布居不平衡。我们表明，单层石墨烯的热电响应取决于样品长度与由不平衡弛豫率决定的内禀长度尺度l_Q之比。同时，我们纳入了热电功率测量(在开路边界条件下)所需金属接触的关键影响，因为与接触的载流子交换也会弛豫不平衡。这些效应在清洁石墨烯中尤为显著，此时热电输运完全受载流子间碰撞限制。对于短于l_Q的样品，布居不平衡遍及整个样品；TC和TEP趋近于其零不平衡弛豫极限。在相反极限下，即对于长于l_Q的石墨烯片，在非零掺杂时，TC和TEP趋近于无限不平衡弛豫极限的内禀值。预测掺杂(未掺杂)情况下中等(长)长度的样品会表现出非均匀的温度分布，同时TC和TEP随系统尺寸线性增长。除最短器件外，在所有情况下，我们构建了在导热引线之间流动的体电子和空穴数流图像，其中稳态复合与产生过程弛豫累积的不平衡。
引用
@article{arxiv.0810.4342,
title = {Slow imbalance relaxation and thermoelectric transport in graphene},
author = {Matthew S. Foster and Igor L. Aleiner},
journal= {arXiv preprint arXiv:0810.4342},
year = {2009}
}
备注
14 pages, 4 figures