Acoustic phonon scattering limited carrier mobility in 2D extrinsic graphene
我们从理论上计算了非本征（即门控或掺杂有可调和有限的载流子密度）2D石墨烯层中的声子散射限制的电子迁移率作为温度$(T)$和载流子密度$(n)$的函数。我们发现一个温度依赖的声子限制电阻率$ρ_{ph}(T)$是线性的温度与$T\agt 50 K$的室温本征迁移率达到值以上的$10^5$ cm $^2/Vs$。本文讨论了$ρ_{ph}(T) \sim T^4$用于非屏蔽电子-声子耦合时的低温Bloch-Grüneisen行为。
2008-01-31 cond-mat.mes-hall
Polarons in semiconductor quantum-dots and their role in the quantum kinetics of carrier relaxation
虽然含时微扰理论表明在半导体量子点中载流子-声子散射效率低，但我们证明了载流子-声子相互作用的量子动力学描述预测了快速载流子捕获和弛豫。所考虑的过程在自由载流子能量方面不满足能量守恒，因为局域量子点态的极性耦合强烈地改变了这一图像。
2005-01-20 cond-mat.mes-hall
Strain engineering the charged-impurity-limited carrier mobility in phosphorene
本文基于紧束缚模型，在线性形变条件下，研究了磷烯的电子能带结构随应变的变化规律.我们表明，应变磷烯的电子能带结构，实验上可访问的载流子密度和单轴应变，是很好地描述了一个应变相关的去耦电子空穴哈密顿。然后，采用解耦的哈密顿量，我们考虑的电荷杂质限制的载流子迁移率在磷烯的应变依赖性，这两种类型的载流子，任意的载流子密度和扶手椅和锯齿形方向。我们发现，在正常方向的单轴拉伸（压缩）应变增强（削弱）的载流子迁移率的各向异性，而在Z字形方向的单轴应变的作用相反。此外，在扶手椅方向施加单轴应变被证明是无效的载流子迁移率的各向异性。这些将基于应变对载体有效质量的影响来解释。
2015-11-13 cond-mat.mes-hall
Coherent carrier dynamics in semiconductor superlattices
研究了半导体超晶格中载流子在交直流电场驱动下的相干动力学。我们数值求解包线函数的含时有效质量方程。我们发现，载流子发生拉比振荡时，驱动频率是接近的迷你带之间的分离。
1998-01-08 cond-mat.mes-hall
Moderate bandgap and high carrier mobility simultaneously realized in bilayer silicene by oxidation
同时具有高载流子迁移率、适度带隙和周围环境稳定性的半导体对于现代工业是如此重要，并且Si基半导体材料可以与先前的硅基电子元件很好地匹配。因此，寻找这样的硅基半导体一直是一个热门的项目，由于缺乏他们现在。利用密度泛函理论，我们发现氧化硅烯具有较高的载流子迁移率和1.02 eV的直接带隙.高载流子迁移率是由于大π键的保留，中等带隙是由于悬空Si 3 p键的饱和而打开。由于形成了强的Si-O键和Si-Si键，样品具有较强的热力学和动力学稳定性。我们的工作表明氧化硅烯在现代电子学领域有许多潜在的应用。
2020-05-15 cond-mat.mes-hall
Charge-carrier mobility in hydrogen-terminated diamond field-effect transistors
金刚石场效应晶体管（FET）在电力电子和高输出高频放大器中具有潜在的应用。在这样的应用中，高载流子迁移率对于降低的损耗和高速操作是期望的。我们最近制造了金刚石FET与六方氮化硼栅极电介质，并观察到高于300厘米$^{2}$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的高迁移率。在这项研究中，我们通过理论计算来研究散射机制限制了FET的迁移率。我们的计算表明，占主导地位的载流子散射是由表面带电的杂质与密度的$\approx$ 1 $\times10^{12}$ cm $^{-2}$，并建议可能增加迁移率超过1000 cm $^{2}$ V $^{-1}$ s $^{-1}$通过减少杂质。
2020-05-17 cond-mat.mes-hall
Coherent defect-assisted multiphonon intraband carrier relaxation in semiconductor quantum dots
提出了半导体量子点中多声子带内载流子弛豫的一种新的缺陷辅助机制，其中载流子是在初始态、终态和缺陷态的相干叠加中发现的。结果表明，这一机制是能够解释所观察到的趋势的PbSe和CdSe胶体量子点的带内弛豫速率的温度依赖性。
2007-05-18 cond-mat.mes-hall
Theory of Spin Orientation of Semiconductor Carriers at a Ferromagnetic Interface
本文提出了半导体电子与铁磁体界面处肖特基势垒自旋散射的量子理论。非极化非平衡载流子的反射在半导体中产生自发自旋极化。如果净自旋极化预先存在于半导体中，则铁磁体磁化和入射载流子极化的组合结合以倾斜半导体中的反射极化。自旋反射特性的系统特性的函数进行了研究：肖特基势垒高度，半导体掺杂和施加的偏压。由于势垒宽度与电子能量的变化对反射的影响进行了对比，两种方法的激发：光学或电学。光激发电子具有比来自非磁性欧姆接触的近平衡激发更宽的能量扩展。
2003-02-04 cond-mat.mes-hall
The effect of Auger heating on intraband carrier relaxation in semiconductor quantumrods
受激电荷载流子弛豫到其平衡态的速率影响纳米级器件性能的许多方面，包括切换速度、载流子迁移率和发光效率。因此，更好地了解载流子弛豫的过程具有重要的技术意义。在半导体纳米结构中，由电子激发的强空间限制引起的载流子-载流子相互作用的显著增加导致俄歇效应的显著增强，这可以进一步导致不寻常的俄歇过程控制的复合和能量弛豫机制。在这里，我们报告的第一个实验观察到有效的俄歇加热在高泵浦强度的CdSe量子棒，导致载流子冷却速率的强烈减少。在这种情况下，载流子温度由通过声子发射的能量流出和由于俄歇加热的能量流入之间的平衡决定。这种平衡导致了特殊的载流子冷却动力学，与复合动力学密切相关，这种效应在体或纳米级半导体中从未见过。
2006-08-17 cond-mat.mes-hall
Phonon-limited carrier mobility and resistivity from carbon nanotubes to graphene
在什么条件下一维（1D）碳纳米管（CNT）和2D石墨烯的电输运性质变得相等？我们已经在石墨烯和各种不同类型的CNT中进行了声子限制的电迁移率的原子计算来解决这个问题。理论研究是基于紧束缚方法和力常数模型，从所有可能的电子-声子耦合计算。发现石墨烯的电阻率与在高载流子密度下进行的实验非常一致。一个常见的方法是应用于研究从一维到二维的过渡，考虑直径高达16纳米的碳纳米管。结果表明，随着碳纳米管直径的增加，碳纳米管的迁移率收敛到与石墨烯相同的值。这种收敛在高温和高载流子密度下快得多。对于小直径的碳纳米管，迁移率强烈依赖于手性，直径和带隙的存在。
2015-08-25 cond-mat.mes-hall
Breakdown of the static approximation for free carrier screening of excitons in monolayer semiconductors
本文研究了二维单层半导体中激子态的自由载流子屏蔽问题。基本的理论考虑的适用性，常用的静态近似的屏蔽效果和影响进行了讨论。我们发现，低频模型导致一个重大的高估的自由载流子响应，并不足以描述单层材料中的强束缚激子的筛选。所提出的论点与现有的高层次多体理论是一致的，并透明地说明了潜在的物理。
2018-07-23 cond-mat.mes-hall
Phonon-limited carrier mobility in monolayer Black Phosphorous
采用紧束缚和玻尔兹曼方法计算了黑磷单分子膜的电子-声子散射和本征输运性质随温度、载流子密度和电场的变化关系。低场迁移率对密度的依赖性较弱，室温下，扶手椅方向的迁移率在300 ~ 1000 cm ^2/Vs之间，锯齿方向的迁移率在50 ~ 120 cm ^2/Vs之间，由于有效质量差而具有各向异性。在高场条件下，漂移速度与电场呈线性关系，最高可达1 - 2 V/μ m，在扶手椅方向上可达10^7 cm/s，除非考虑自热效应。
2017-04-04 cond-mat.mes-hall
Plasmon-phonon coupled modes in graphene tuned by the carrier concentration of the semiconductor substrates
研究了石墨烯等离子体激元与半导体衬底表面声子之间的相互作用，该相互作用可以通过衬底的载流子注入来有效地控制。衬底中表面声子的能量和寿命很大程度上依赖于载流子浓度，这为等离子体-声子耦合模（PPCM）的调谐提供了一种新的机制。更具体地，PPCM的分散和寿命可以通过基板的载流子浓度变化来控制。对于给定的动量，PPCM的能量随着衬底的载流子浓度的增加而增加。另一方面，当衬底的载流子浓度增加时，对于给定能量的PPCM的动量减小。PPCM的寿命总是大于没有等离子体-声子耦合的石墨烯等离子体的本征寿命。
2014-06-17 cond-mat.mes-hall
Charge Scattering and Mobility in Atomically Thin Semiconductors
原子级薄半导体如MoS2的电子输运性质最近引起了重大的审查和争议。在这项工作中，负责限制单层半导体的迁移率的散射机制进行评估。跟踪的2D电子气密度的数量级，在各种温度下的个别散射率的作用。从一个比较研究的个别散射机制，我们得出结论，所有目前报道的原子薄过渡金属二硫族化物半导体的迁移率值是有限的电离杂质散射。当带电杂质密度降低时，远程光学声子散射将决定室温下这些非晶材料中可获得的最高迁移率的上限。本征迁移率将仅在干净的悬浮层中可获得，对于石墨烯也是如此。根据这项研究，我们确定了周围环境的最佳选择，这将有助于实现最高的流动性。
2014-03-18 cond-mat.mes-hall
Dielectric Thickness Dependence of Carrier Mobility in Graphene with HfO2 Top Dielectric
我们调查的载流子迁移率在单层和双层石墨烯与顶部HfO 2电介质，作为HfO 2膜厚度和温度的函数。结果表明，载流子迁移率在顶部电介质的前2-4 nm的沉积期间降低，并且对于较厚的层保持恒定。载流子迁移率对温度的依赖性相对较弱，表明声子散射在控制载流子迁移率方面不起主导作用。这些数据强烈表明，位于石墨烯附近的固定带电杂质是迁移率下降的原因。
2010-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metallic State of Low Mobility Silicon at High Carrier density induced by an Ionic Liquid
高迁移率和稀二维电子系统表现出金属行为下降到最低的实验温度。在离子液体栅绝缘硅的研究中，我们已经观察到在低迁移率样品中以比高迁移率样品高得多的面载流子密度向金属态的转变。当载流子密度增加到超过$10^{13} \text{cm}^{-2}$时，我们还观察到金属样品中的迁移率峰。
2015-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale Zeeman localization of charge carriers in diluted magnetic semiconductor-permalloy hybrids
本文研究了在高度不均匀的外磁场作用下，磁性半导体中载流子局域化的可能性。作为一个例子，我们详细研究了磁超导体-坡莫合金盘混合系统的性质。我们发现磁性半导体的巨大塞曼响应与坡莫合金盘的涡旋态所产生的高度非均匀磁场相结合，可以在两种材料的界面处产生塞曼局域态。这些捕获状态是手性的，手性由坡莫合金盘的芯磁化方向控制。我们计算了这些塞曼局域态的能谱和本征态，并讨论了它们在光谱探针中的实验特征。
2003-07-12 cond-mat.mes-hall
Effects of edge chemistry doping on graphene nanoribbon mobility
半导体的掺杂对于各种器件应用是必要的。在最近的实验中，利用其反应性边缘的化学被证明是掺杂原子级薄的石墨烯纳米颗粒（GNR）以实现新器件的有效方法。通过使用从头算密度泛函和参数化紧束缚模拟，结合量子输运的非平衡格林函数形式主义，研究了由边缘掺杂限制的载流子迁移率作为GNR宽度，掺杂密度和载流子密度的函数。结果表明，对于宽于约4nm的GNR，迁移率与GNR宽度近似线性地成比例，与边缘掺杂浓度成反比，并且随着载流子密度的增加而减小。对于较窄的GNR，迁移率对GNR宽度和载流子密度的依赖性可以是定性不同的。
2011-07-24 cond-mat.mes-hall
Low-temperature electron mobility in doped semiconductors with high dielectric constant
本文提出并从理论上研究了大介电常数掺杂半导体中电子-杂质散射的新机制。它是基于\textit{vector}的想法，在晶格中由任何点缺陷引起的变形不对称地位于晶胞中。结果，由于弹性形变引起的局部晶格压缩随着与杂质的距离而衰减为$1/r^2$。在这种缺陷上的电子散射（由于标准变形势）导致低温迁移率$μ(n)$与$μ(n) \propto n^{-2/3}$形式的电子密度$n$成比例，这接近于在许多相关材料上的实验观察。
2022-09-23 cond-mat.mes-hall
Limitations to Carrier Mobility and Phase-Coherent Transport in Bilayer Graphene
我们目前的高迁移率双层石墨烯完全封装在六方氮化硼的运输测量。我们给出了在低磁场下的双端量子霍尔效应测量结果，显示出完全对称破缺的朗道能级。从弱定位测量，我们提取门可调相位相干时间$τ_ϕ$以及谷间和谷内散射时间$τ_i$和$τ_*$。虽然$τ_ϕ$与电子-电子相互作用介导的退相机制定性一致，但电子自旋翻转散射过程在低温下限制了$τ_ϕ$。对$τ_i$和$τ_*$的分析指出，局部应变波动是限制高质量双层石墨烯中的迁移率的最可能的机制。
2014-09-30 cond-mat.mes-hall
Interacting drift-diffusion theory for photoexcited electron-hole gratings in semiconductor quantum wells
半导体量子阱中的相位分辨瞬态光栅光谱已被证明是测量电子-空穴拖曳电阻率$ρ_{eh}$的强大技术，该电阻率取决于载流子之间的库仑相互作用。在本文中，我们发展的相互作用漂移扩散理论，从它可以确定$ρ_{eh}$，给定的电子空穴光栅的测量迁移率。从这个理论中，我们预测的交叉从高激发密度制度，其中的流动性具有“正常”的正值，到低密度制度，其中库仑阻力占主导地位，流动性变为负值。在交叉点处，光栅的迁移率消失。
2012-12-09 cond-mat.mes-hall
Dielectric Environment Effect on Carrier Mobility of Graphene Double-Layer Structure
基于玻尔兹曼输运理论，研究了介电环境对石墨烯双层结构（GDLS）中电荷杂质限制载流子迁移率的影响.在该系统中，两个石墨烯层由电介质阻挡层分开。指出当层间距离大于费米波矢的倒数时，载流子迁移率强烈依赖于势垒层的介电常数。此外，对提高GDLS受电荷杂质限制的载流子迁移率的条件进行了评价。
2013-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatiotemporal dynamics of Coulomb-correlated carriers in semiconductors
当实空间中载流子的激发聚焦到纳米尺度时，载流子系统不再被视为均匀的，并且发生激发的载流子波包的超快传输。在现有技术的半导体结构如低维异质结构或过渡金属二硫属化物的单层中，激发载流子之间的库仑相互作用由于限制或减少的屏蔽而变得更强。这需要对强相互作用的电子和空穴以及库仑关联的影响有基本的了解。为了研究相应的粒子动力学控制的方式，我们考虑一个系统的两个电子空穴对正好在波函数的方法。我们发现，激发波包包含一个非平凡的自由粒子和激子态的混合物。我们进一步研究了库仑相互作用对波包动力学的影响，揭示了它在带隙激发下和带隙激发下的不同作用。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent transport of carriers in semiconductors
本文综述了均匀三维和二维半导体中载流子的自旋相关输运。我们首先讨论电子自旋的光学取向，它允许半导体中自旋极化载流子的产生和检测。然后，我们回顾了非平衡自旋流，包括由电场和浓度梯度引起的自旋漂移和扩散。由于反转对称性破缺，在外部磁场和有效磁场中都可以控制自旋进动。尽管库仑相互作用不与自旋自由度耦合，但它通过自旋库仑阻力影响自旋相关输运。在旋向性介质中，自旋取向电子的光学产生产生自旋光电流，当辐射螺旋度从左手变为右手时，自旋光电流反转其方向。相反的过程也是可能的，即，在回转介质中的电流在样品的主体中引起自旋极化。
2006-05-15 cond-mat.mes-hall
Why Two-Dimensional Semiconductors Generally Have Low Electron Mobility
原子薄（二维，2D）半导体已经显示出作为下一代电子产品的基本构建块的巨大潜力。然而，到目前为止，所有实验制造的2D半导体的室温电子迁移率都低于体硅，这一点还不清楚。在这里，通过使用第一性原理计算和重新制定的传输方程，隔离和量化不同的迁移率决定因素的贡献，我们表明，普遍低迁移率的二维半导体起源于高“散射密度”，这是固有的二维材料与抛物线电子带。散射的密度表征了可以与电子相互作用的声子的密度，并且可以在不知道电子-声子耦合强度的情况下从电子和声子能带结构完全确定。我们的工作揭示了限制2D半导体电子迁移率的基本物理学，并提供了一个描述符来快速评估迁移率。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A large enhancement of carrier mobility in phosphorene by introducing hexagonal boron nitride substrate
载流子迁移率是电子器件的一个重要特性，因为它决定了器件的功耗和开关速度。同样，具有高载流子迁移率的材料也揭示了传统材料中难以理解的丰富的不寻常的物理现象。因此，提高材料载流子迁移率的方法由于其在更有效的电子器件中的潜在应用和丰富更多异常现象而受到极大的研究兴趣。例如，引入平坦的六方氮化硼（h-BN）衬底以提高载流子迁移率已经在实验上实现。然而，其基本机制尚未得到很好的理解。在本研究中，我们在声子限制散射模型的框架内，在第一性原理水平上估计磷烯在h-BN衬底上的载流子迁移率（P/h-BN）。%我们的结果是通用的。除了高- $κ$介电性能之外，h-BN还具有高二维弹性模量的优异机械性能。P/h-BN异质结构继承了h-BN的高弹性模量，导致磷烯中载流子迁移率的增强。由于层之间的弱范德华相互作用，磷烯的独特电子性质几乎完美地保留在费米能级附近，保证了P/h-BN中优异的电子输运。我们的研究结果提供了一个新的视角，以提高磷烯以及其他二维材料的场效应晶体管的载流子迁移率。
2017-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mobility anisotropy of two-dimensional semiconductors
利用形变势理论研究了各向异性二维半导体在纵向声声子散射作用下的载流子迁移率。基于弛豫时间近似下的Boltzmann方程，推导了本征各向异性迁移率的解析表达式，表明有效质量对迁移率各向异性的影响大于形变势常数和弹性模量的影响。收集各种各向异性2D材料（黑磷、希托夫磷、BC $_2$ N、MXene、TiS $_3$、GeCH $_3$）的参数以计算它们的迁移率各向异性。结果表明，各向异性比在过去被高估。
2016-09-21 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Utilization of a Buffered Dielectric to Achieve High Field-Effect Carrier Mobility in Graphene Transistors
我们在顶栅石墨烯晶体管中的石墨烯和常规栅极之间利用有机聚合物缓冲层。与其他绝缘体不同，该电介质叠层不会显著降低载流子迁移率，从而允许在顶栅操作中保持高场效应迁移率。这在两点和四点分析以及石墨烯晶体管的高频操作中都得到了证明。载流子迁移率的温度依赖性表明声子是这些器件中的主要散射体。
2009-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring the carrier mobility of semiconducting nanowires by remote dielectrics
薄半导体纳米线的电介质环境可以影响线内部的电荷传输特性。在这项工作中，它示出了薄纳米线内的库仑杂质散射可以通过用高k电介质涂覆线来强烈阻尼。这将导致导线内自由电荷的迁移率增加。
2009-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The impact of hot charge carrier mobility on photocurrent losses in polymer-based solar cells
无序有机系统中电荷提取的典型特征是分散传输，这意味着对器件性能产生负面影响的载流子迁移率的分布。色散输运通常被理解为源自热载流子的时间依赖性迁移率，其随着在态密度的弛豫期间过量能量的损失而降低。与此相反，我们通过光子能量，电场和膜厚度的载流子迁移率的独立性，在有机太阳能电池中的色散光电流起源于不从多余的能量在热载流子热化过程中的损失，而是从载流子密度的损失，在运输过程中的陷阱状态。我们的研究结果强调，进一步的努力应该是针对最小化陷阱态密度，而不是控制在态密度内的热载流子的能量弛豫。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band gap tunning in BN-doped graphene systems with high carrier mobility
利用密度泛函理论对BN掺杂石墨烯单层、双层、三层和多层体系的电子性质进行了比较研究。此外，我们解决了一个超晶格的原始和BN掺杂的石墨烯。五个掺杂浓度之间的12.5%和75%被认为是，我们得到的带隙从0.02 eV到2.43 eV。我们表明，有效质量在0.007和0.209之间变化的自由电子质量，类似于高迁移率的载流子。
2014-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dislocation structure and mobility in the layered semiconductor InSe: A first-principles study
基于广义Peierls-Nabarro模型和第一性原理导出的材料参数化方法，采用多尺度方法研究了层状半导体InSe中位错的结构和迁移率. InSe的塑性归因于层间位错滑移的广义层错弛豫的特殊性，例如具有非常低能量和低能量势垒的层错的存在。我们的结果给出了最近观察到的InSe异常可塑性的一致的微观解释[Science { \bf 369}，542（2020）]。
2021-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Intrinsic Mobility and Ultrafast Carrier Dynamics in Multilayer Metal Dichalcogenide MoS2
在金属二硫属化物中载流子迁移率的最终限制，以及与载流子弛豫相关的动力学，尚不清楚。我们提出了测量的多层dichalcogenide二硫化钼的频率依赖性的电导率的光泵太赫兹探测光谱。我们发现这种材料在低温下的迁移率接近4200 cm 2/Vs。散射的温度依赖性表明，迁移率，一个数量级大于以前报道的二硫化钼，是固有的限制在太赫兹频率的声学声子散射。我们的测量载流子弛豫揭示皮秒冷却时间，然后再复合持续数十纳秒，并占主导地位的俄歇散射到缺陷。我们的研究结果提供了一个有用的背景下，了解和评估的二硫化钼为基础的电子和光电子器件的性能。
2014-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electro-optic measurement of carrier mobility in an organic thin-film transistor
我们已经使用的电光技术来测量的位置依赖的红外吸收的空穴注入到一个薄的晶体的有机半导体，6，13-双（三异丙基甲硅烷基乙炔基）并五苯纳入场效应晶体管。通过向栅极或漏极施加可变频率的方波电压，可以测量电荷在表面上积累所需的时间，从而确定它们的迁移率。
2010-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High and Magnetic-field-dependent Surface Carriers Mobility in 3D Topological Insulators without Bulk States
本研究针对三维拓扑绝缘体的表面载流子迁移率问题，通过双流体模型分析Sn-Bi₁.₁Sb₀.₉Te₂S的磁输运数据，发现无体态时表面迁移率可达约20000 cm²/Vs且随磁场变化，为相关理论修正提供了实验依据。
2025-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Physical Origin of Nonlinear transport in organic semiconductor at high carrier densities
在某些有机半导体中的电荷输运表现出非线性特性，并进一步与偏压和温度的普适幂律标度。这种行为的物理起源研究在这里使用可变距离跳跃理论。结果表明，这种普适的幂律标度可以用变距离跳变理论得到很好的解释。与最近的实验数据进行了讨论。
2013-10-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Phosphorene: A New 2D Material with High Carrier Mobility
在当前对用于电子应用的层状材料的兴趣之前，20世纪60年代的研究发现黑磷结合了高载流子迁移率和基本带隙。我们介绍了它的对应物，称为少层磷烯，作为一种新的二维p型材料。与石墨烯和MoS 2一样，磷烯是柔性的，可以机械剥离。我们发现磷烯是稳定的，不像石墨烯，具有固有的，直接的和明显的带隙，这取决于层数。我们的运输研究表明，反映其结构各向异性的载流子迁移率，是优于二硫化钼。在室温下，我们的磷烯场效应晶体管具有1.0 μ m的沟道长度显示194 mA/mm的高导通电流，286 cm 2/Vs的高空穴场效应迁移率，和开/关比高达1 E4。我们通过构建第一个由磷烯PMOS和MoS 2 NMOS晶体管组成的2D CMOS反相器，证明了磷烯集成的可能性。
2014-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mobility versus quality in 2D semiconductor structures
我们从理论上考虑了随机带电杂质无序对高迁移率二维（2D）半导体结构的{ \it质量}的影响，明确证明了样品迁移率不一定是高迁移率调制掺杂的2D GaAs结构中样品质量的可靠或通用指标，因为取决于感兴趣的特定系统性质，迁移率和质量可以由潜在的无序分布的不同方面来控制，特别是因为这些系统由来自近和远的随机猝灭带电杂质的长程库仑无序支配。我们表明，在存在沟道和远程带电杂质散射，这是一个通用的情况下，在调制掺杂的高迁移率的2D载体系统，它是很可能的较高（较低）的迁移率结构，以具有较低（较高）的质量，如测量的无序诱导的单粒子能级加宽。特别是，我们建立，有没有理由期望在2D半导体结构中的迁移率和质量之间的唯一关系，因为两者都是无序分布的独立泛函，因此，在原则上，彼此独立。使用一个简单的，但合理的现实，“2-杂质”的无序分布的极小模型，我们提供了具体的例子的情况下，较高（较低）的迁移率对应于较低（较高）的样品质量。我们讨论了我们的理论结果的实验影响，并评论可能的策略，为未来的2D样品质量的提高。
2014-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Polarization Dependence of Carrier Effective Mass in Semiconductor Structures: Spintronic Effective Mass
我们引入了自旋极化载流子的自旋电子有效质量的概念，它源于相互作用自旋极化电子系统中重正化有效质量的强自旋极化依赖性。在rs=5时，非极化和完全极化的二维系统的多数自旋多体有效质量重整化相差超过2倍，而在金属密度（rs~5）附近的三维系统中，极化依赖性（~15%）更为温和。载流子有效质量的自旋极化依赖性在各种自旋电子学应用中具有重要意义。
2005-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing energy barriers and quantum confined states of buried semiconductor heterostructures with ballistic carrier injection: An experimental study
一个三端光谱，探测两个亚表面的能垒和带间的光学跃迁在半导体异质结构的演示。研究了一种以InAs/GaAs量子点为集电极的单极性p型半导体金属基区晶体管。利用少/多载流子注入、弹道电子发射谱和热载流子散射谱分别测量了Al_xGa_（1-x）As埋层导带和价带的势垒高度，从而确定了Al_（0.4）Ga_（0.6）As的带隙为2.037 ± 0.009 eV（9 K）。在正向集电极偏压下，注入具有亚带隙动能的少数载流子引起带间电致发光。三个发射峰从InAs量子点，InAs润湿层，和GaAs观察一致的少数载流子注入。
2007-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of high-k environment on charge carrier mobility in graphene
人们普遍认为，石墨烯中散射的主要来源是衬底中的带电杂质。我们已经通过研究放置在各种衬底上和高k介质中的石墨烯来测试这一猜想。出乎意料的是，我们已经发现，无论是对于不同的基板或通过使用甘油，乙醇和水作为顶部介电层的载流子迁移率没有显着的变化。这表明库仑杂质不是限制目前在衬底上石墨烯可获得的平均自由程的散射机制。
2009-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of Carrier Mobility in Semiconductor Nanostructures by Carrier Distribution Engineering
本文提出通过对称化栅极配置或增加沟道厚度来工程化载流子的垂直分布，从而增强二维半导体中的载流子迁移率，在双栅极10层MoS$_2$中增长率达23%，为低功耗晶体管性能优化提供可行策略。
2023-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Reconstructing the potential configuration in a high-mobility semiconductor heterostructure with scanning gate microscopy
针对高迁移率半导体异质结中弱无序势影响纳米器件性能的问题，提出利用扫描栅极显微镜图像结合机器学习方法重建样品电势，并通过精度估算验证了结果有效性。
2023-11-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Intrinsic carrier mobility of multi-layered MoS$_2$ field-effect transistors on SiO$_2$
通过制备和表征四端结构的多层MoS $_2$基场效应晶体管（FET），我们证明了由于接触处的肖特基势垒，两端结构倾向于低估载流子迁移率$μ$。对于背栅双端配置，我们观察到高达125 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的迁移率，其显著小于当使用四端配置时从相同器件提取的306.5 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$。这表明在SiO $_2$上的MoS $_2$的本征迁移率明显大于先前报道的值，并提供了一种定量方法来评估通过接触的电荷传输。
2013-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Improved Carrier Mobility in Few-Layer MoS2 Field-Effect Transistors with Ionic-Liquid Gating
我们报道了由双层和少层MoS 2组成的离子液体（IL）门控场效应晶体管（FET）的制备。我们的传输测量表明，在250 K的离子液体门控器件中的电子迁移率约为60 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1），大大超过了可比的背栅器件。IL-FET显示出迁移率从180 K下的约100 cm 2 V-1 s-1增加到77 K下的约220 cm 2 V-1 s-1，这与由四端测量确定的真实沟道迁移率非常一致，双极行为具有对于电子（空穴）>107（104）的高ON/OFF比，以及在250 K下约50 mV/dec的接近理想的亚阈值摆幅。我们属性所观察到的性能增强，特别是增加的载流子迁移率，是有限的声子，减少肖特基势垒在源极和漏极的带弯曲所造成的负离子液体介电层。
2013-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Improving mobility of silicon metal-oxide-semiconductor devices for quantum dots by high vacuum activation annealing
为了提高制造的硅金属氧化物半导体（MOS）量子器件的迁移率，形成气体退火是用于减轻Si/SiO2界面处的无序效应的常用方法。然而，活化退火的重要性通常被忽视。在这里，我们表明，注入激活的高真空环境是有益的，为提高流动性相比，氮气氛。霍尔条的低温输运测量表明，在注入激活过程中使用高真空退火可以将峰值迁移率提高两倍，达到1.5 m^2/（Vs）。此外，绘制了单个量子点的电荷稳定性图，没有由无序引起的可见干扰，表明在商业晶片上制造高质量量子点的可能性。我们的研究结果可能会提供有价值的见解硅基量子计算的设备优化。
2020-05-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Charge transport and mobility engineering in two-dimensional transition metal chalcogenide semiconductors
二维（2D）范德华半导体代表已知的最薄的、空气稳定的半导体材料。它们独特的光学、电子和机械性能具有巨大的潜力，可将其作为电子和光电子学新应用的关键组件。然而，2D半导体中的电荷传输行为更容易受到外部环境（例如，来自空气的气态吸附物和衬底中的捕获电荷）的影响，并且由于表面和体相重合的事实，它们的电子性能通常低于相应的体材料。在这篇文章中，我们回顾了最近的进展，电荷输运性质和载流子迁移率工程的2D过渡金属硫族化合物，特别关注的载流子迁移率对厚度的显着高度依赖。我们揭示了这种独特的厚度依赖性的起源，并详细阐述了设计的策略来掌握它以优化载流子迁移率。具体而言，物理和化学方法对优化的主要因素，如电极/半导体接触，界面库仑杂质和原子缺陷的影响的非本征传输进行了讨论。特别地，使用\textit{ad-hoc}分子使得可以设计与电介质的界面并修复这种材料中的空位。通过对理论和实验工作进行新的阐述，我们为提高2D半导体的电子性能提供了指导，最终目标是实现技术上可行的原子薄（光）电子器件。
2016-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier transport in reverse-biased graphene/semiconductor Schottky junctions
反向偏置的石墨烯（Gr）/半导体肖特基二极管表现出更高的气体传感灵敏度。然而，跨结的载流子输运尚未完全理解。在这里，Gr/SiC，Gr/GaAs和Gr/Si肖特基结在反向偏压下的温度依赖的电流-电压测量进行了研究。随着反向偏压的增加，势垒高度的减少，观察到所有的结，这表明电场增强的电子发射。对反向电流的场依赖性的进一步分析表明，虽然Gr/SiC肖特基结中的载流子输运遵循Poole-Frenkel机制，但Gr/Si和Gr/GaAs结中的载流子输运偏离了Poole-Frankel机制和肖特基机制，特别是在低温和低场下。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diode-like Selective Enhancement of Carrier Transport through Metal-Semiconductor Interface Decorated by Monolayer Boron Nitride
二维（2D）半导体是下一代纳米电子学有前途的候选材料。然而，存在与其金属-半导体（MS）接触相关的基本挑战，这限制了实际器件应用的性能潜力。在这项工作中，我们利用二维单层六方氮化硼（h-BN）作为装饰层，形成金属-绝缘体-半导体（MIS）接触，并证明了一种新的二极管样的选择性增强载流子输运通过它。与传统的MS接触相比，由电子发射和量子隧穿共同主导的MIS接触可以显著降低接触电阻并提高电子输运从半导体到金属，但对相反的电子输运的影响可以忽略。我们还研究了负势垒高度的概念，载流子收集势垒，并显示其在漏端的关键作用，以确定整体晶体管的性能。
2020-07-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Carrier Transport in High Mobility InAs Nanowire Junctionless Transistors
理解和模拟纳米线晶体管性能极限的能力是设计下一代器件的关键。在这里，我们报告的高迁移率结无栅全包围纳米线场效应晶体管的载流子迁移率在室温下达到2000 cm 2/V.s的研究。依赖于温度的运输测量揭示了激活运输在低温下由于表面捐助者，而在室温下的运输表现出扩散行为。从电导率数据中，提取的值的声速在InAs纳米线被发现是一个顺序小于散装。这种低声速归因于普遍出现在这些纳米线中的扩展的晶体缺陷。分析温度相关的迁移率数据，我们确定了关键的散射机制限制在这些纳米线的载流子传输。最后，使用这些散射模型，我们进行漂移扩散的纳米线场效应晶体管的输运模拟和比较与实验测量的设备性能。我们的器件建模提供了深入了解InAs纳米线晶体管的性能限制，并可用作基于MEMS的集成电路的预测方法。
2015-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier mobility and scattering lifetime in electric double-layer gated few-layer graphene
我们在机械剥离的少层石墨烯上制备了双电层场效应晶体管（EDL-FET）器件。我们利用聚合物电解质的大电容来研究在高于和低于聚合物的玻璃化转变温度的大的诱导表面电荷密度下的三层、四层和五层样品的输运性质。我们发现，载流子迁移率表现出强烈的不对称性之间的空穴和电子掺杂制度。然后，我们采用从头计算密度泛函理论（DFT）计算，以确定从实验数据的平均散射寿命。我们解释其特殊的依赖于载流子密度的特定性质的电解质，我们在我们的实验中使用。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unveiling the Structural Origin of the High Carrier Mobility of a Molecular Monolayer on Boron Nitride
最近，它被证明，在氮化硼上的分子单层二辛基苯并噻吩并苯并噻吩（C8-BTBT）的载流子迁移率可以达到10 cm 2/Vs，在以前报道的单层分子场效应晶体管中最高。在这里，我们表明，高品质的单晶C8-BTBT单层可能是创纪录的高载流子迁移率的关键来源。我们发现C8-BTBT分子更喜欢在六方氮化硼和石墨烯上逐层生长。这些基底的平坦度显著降低了C8-BTBT成核密度，并且使得能够重复生长C8-BTBT单层的大面积单晶。我们的实验结果表明，只有面外粗糙度大于0.6 nm的衬底可以诱导在晶体生长的干扰，从而影响电荷输运。这些信息对指导高质量外延分子膜的生长具有重要意义。
2014-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-transport in an organic semiconductor without free charge carrier involvement
我们在实验上验证了室温下小分子有机半导体Alq 3中自由载流子介导的自旋输运假说。通过相邻NiFe层的脉冲铁磁共振将自旋电流泵入该材料中，同时在Alq 3层的另一侧上相邻的Pt层中检测到经由逆自旋霍尔效应（ISHE）由该自旋电流产生的电荷电流，证实了通过Alq 3层的纯自旋电流。Alq 3中的载流子自旋态通过同时应用电子顺磁共振（EPR）随机化。没有发现EPR激发对ISHE电流的影响，这意味着Alq3中的自由电荷载流子不介导自旋输运。
2021-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extremely large non-saturating magnetoresistance and ultrahigh mobility due to topological surface states in metallic Bi2Te3 topological insulator
本文研究了Bi_2 Te_3单晶在高、低体载流子浓度下的弱反局域化效应。在低载流子密度下，WAL曲线与磁场的法向分量成比例，表明拓扑表面状态在磁导率中占主导地位。在高载流子密度下，WAL曲线既不随外加场也不随其法向分量而缩放，这意味着体导电和表面导电的混合。由于拓扑表面状态的WAL显示不依赖于本体载流子的性质（电子或空穴）。在具有较低载流子密度的样品中观察到的极大的非饱和磁阻和磁阻迁移率进一步支持了表面态的存在。利用Hikami-Larkin-Nagaoka公式计算了表征WAL效应的物理参数。在高载流子浓度下，与低载流子浓度相比，存在更多数量的传导通道和相位相干长度的减小。拓扑绝缘体具有极大的磁电阻和高迁移率，在磁电传感器和存储器件中具有重要的技术价值。
2017-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
