First-principle approaches for phonon-limited electronic transport are typically based on many-body perturbation theory and transport equations. With that, they rely on the validity of the quasi-particle picture for electrons and phonons, which is known to fail in strongly anharmonic systems. In this work, we demonstrated the relevance of effects beyond the quasi-particle picture by combining ab initio molecular dynamics and the Kubo-Greenwood (KG) formalism to establish a non-perturbative, stochastic method to calculate carrier mobilities while accounting for all orders of anharmonic and electron-vibrational couplings. In particular, we propose and exploit several numerical strategies that overcome the notoriously slow convergence of the KG formalism for both electronic and nuclear degree of freedom in crystalline solids. The capability of this method is demonstrated by calculating the temperature-dependent electron mobility of the strongly anharmonic oxide perovskites SrTiO3 and BaTiO3 across a wide range of temperatures. We show that the temperature-dependence of the mobility is largely driven by anharmonic, higher-order coupling effects and rationalize these trends in terms of the non-perturbative electronic spectral functions.
Band-like Carriers in a Soft, Anharmonic Lattice: Lead-Halide Perovskites
Pohang Accelerator Laboratory, POSTECH（浦项加速器实验室，浦项科技大学）；YUHS-KRIBB Medical Convergence Research Institute, College of Medicine, Yonsei University（延世大学医学院佑山-韩国生命科学研究院医学融合研究所）；Department of Physics, University of Seoul（首尔大学物理系）；Global Institute of Future Technology, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学未来技术学院）
Importance of nonlinear long-range electron-phonon interaction for the carrier mobility of anharmonic halide perovskites
Universiteit Antwerpen（安特卫普大学）；Université catholique de Louvain（天主教鲁汶大学）；WEL Research Institute（WEL研究所）；University of Vienna（维也纳大学）；Alma Mater Studiorum - Università di Bologna（博洛尼亚大学）
Correlating Raman Spectral Signatures with Carrier Mobility in Epitaxial Graphene: A Guide to Achieving High Mobility on the Wafer Scale
我们报告了碳化硅（SiC）上生长的外延石墨烯（EG）的载流子迁移率和拉曼形貌之间的直接相关性。我们发现，在SiC [SiC（0001）]的Si面上的材料的霍尔迁移率不仅高度依赖于厚度均匀性，而且单层应变均匀性。只有当厚度和应变在器件有效面积的很大一部分（> 40%）上均匀时，迁移率才超过1000 cm 2/V-s。此外，我们在SiC [SiC（000-1）]的C面上实现了高迁移率外延石墨烯（室温下为18，100 cm 2/V-s），并表明载流子迁移率强烈依赖于石墨烯层堆叠。这些发现提供了一种快速估计载流子迁移率的方法，并为在外延石墨烯中实现非常高的迁移率提供了指导。我们的研究结果表明，超高迁移率（> 50，000 cm 2/V-s）是通过均匀的旋转故障外延石墨烯的受控形成来实现的。
Ab initio-based Deep-Learning Prediction of Carrier Mobility in Strongly Anharmonic Materials
The NOMAD Laboratory at BIFOLD Technical University of Berlin（柏林工业大学BIFOLD NOMAD实验室）；College of Future Information Technology and State Key Laboratory of Photovoltaic Science and Technology, Fudan University（复旦大学未来信息技术学院与光伏科学与技术国家重点实验室）；Department of Physics, Tsinghua University（清华大学物理系）；State Key Laboratory of Low Dimensional Quantum Physics, Tsinghua University（清华大学低维量子物理国家重点实验室）；Frontier Science Center for Quantum Information, Tsinghua University（清华大学量子信息前沿科学中心）；School of Materials Science and Engineering, Chonnam National University（全南国立大学材料科学与工程学）
Influence of Charge Carrier Mobility on the Performance of Organic Solar Cells
基于供体-受体共混物的有机太阳能电池的功率转换效率由极化子对解离和双分子极化子复合的相互作用决定。这两个过程都强烈依赖于载流子的迁移率，解离随着更快的电荷传输而增加，同时提高了复合损失。使用宏观有效介质模拟，我们计算了最佳的载流子迁移率的最高功率转换效率，第一次占注入势垒和减少Langevin型复合。载流子迁移率从现有技术聚合物：富勒烯太阳能电池的$10^{-8}$ m $^2$ /Vs提高到产生最大效率的约$10^{-6}$ m $^2$ /Vs，对应于给定参数组仅约20%的提高。
Probing Anharmonic and Heterogeneous Carrier Dynamics Across Sublattice Melting in a Minimal Model Superionic Conductor
The University of Osaka（大阪大学）；Nagoya University（名古屋大学）；National Institute of Advanced Industrial Science and Technology（产业技术综合研究所）；RIKEN（理化学研究所）；Institute of Integrated Research, Institute of Science Tokyo（东京科学大学综合研究机构）
Thickness and growth-condition dependence of \emph{in-situ} mobility and carrier density of epitaxial thin-film Bi$_2$Se$_3$
通过分子束外延生长了硒化铋铋（Bi $_2$ Se $_3$），同时直接测量了载流子密度和迁移率作为膜厚度的函数的\emph{in situ}。载流子密度显示在膜传导开始时的高界面n掺杂（1.5 × 10 $^{13}$ cm $^{-2}$），以及$\sim$的体掺杂剂密度5 × 10 $^{18}$ cm $^{-3}$，大致独立于生长温度分布。迁移率更强烈地依赖于生长温度，并与量化的样品的结晶质量的\emph{ex-situ} AFM测量。这些结果表明，通过广泛采用的参数制备的Bi $_2$ Se $_3$在暴露于大气之前是\emph{n}掺杂的，掺杂主要是界面起源的，并且掺杂剂不是本Bi $_2$ Se $_3$膜中的限制性无序。
Contactless determination and parametrization of charge carrier mobility in silicon as a function of injection level and temperature using time-resolved THz spectroscopy
On the limits to mobility in InAs quantum wells with nearly lattice-matched barriers
本文报道了一系列二维电子系统的生长和低温迁移率的密度依赖性，这些系统局限于非有意掺杂的低扩展缺陷密度的InAs量子阱中，具有Al $_{1-x}$ Ga $_{x}$ Sb势垒。利用双栅器件研究了电子迁移率与载流子密度和电场的关系，确定了电子迁移率限制散射机制。可能的散射机制的分析表明，流动性主要是有限的粗糙的界面在窄量子阱和合金无序和界面粗糙度的组合在宽井在高载流子密度内的第一个被占用的电子子带。在低载流子密度的功能依赖的载流子密度的迁移率提供证据的库仑散射带电缺陷。在2 K的样品温度下，获得了超过750，000 cm $^{2}$ /Vs的栅极调谐电子迁移率。
Unusual anisotropic response of the charge carrier mobility to uniaxial mechanical strain in Rubrene crystals
本文系统地研究了Rubrene单晶在单轴机械应变下的电荷输运，在平行或垂直于电流方向的拉伸和压缩应变下，在晶体的两个面内输运方向上。陷阱态密度保持不变。场效应迁移率作为分子间输运的基准数据，发现随着压缩应变而增加，反之亦然，其幅度为-1.5 cm 2/Vs/ %应变，与输运方向无关。一个非常显著的结果是当晶体垂直于输运方向应变时迁移率的变化。虽然这种增强可以从改进的波函数重叠定量地解释，但垂直方向上的流动性提高得更多，这与基于后期扩展和通常的泊松比的简单几何考虑相反。这一结果强调了有机分子晶体中应力引起的动力学波函数重叠变化的中心作用。
Remote free-carrier screening to boost the mobility of Fröhlich-limited 2D semiconductors
范德华异质结构提供了一种通用工具，不仅可以保护或控制，还可以增强2D材料的性能。我们使用从头计算和半解析模型来寻找策略，提高异质结构内的载流二维半导体的流动性。从金属“屏蔽”层的自由载流子屏蔽远程抑制载流层中的电子-声子相互作用。这个概念在二维半导体中是最有效的，其散射主要是由可屏蔽的电子-声子相互作用，特别是与偏振光声子的Fröhlich耦合。这种材料是常见的，其特征在于在小掺杂极限下的整体低迁移率，并且当2D材料被掺杂到足以使电子-声子相互作用被其自身的自由载流子屏蔽时，迁移率要高得多。我们使用GaSe作为原型，并将其放置在掺杂石墨烯作为“屏蔽”层和BN作为隔离物的异质结构中。我们开发了一种方法来确定任何异质结构的静电响应结合密度泛函微扰理论计算的各个层的响应。从石墨烯的远程屏蔽可以抑制长波长的Fröhlich相互作用，导致对于从$10^{11}$到$10^{13}$ cm $^{-2}$的GaSe中的载流子密度，在$500$到$600$ cm $^2$ /Vs附近的一致的高迁移率。值得注意的是，低掺杂迁移率提高了2.5倍。这种远程自由载流子屏蔽比介电环境的更常规的操纵更有效，并且当隔离物（BN）薄时最有效。
