【摘 要】
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随着半导体器件的广泛应用,对半导体器件工作效率的要求也越来越高。载流子的散射性质对器件的输运性质有重要影响,而它主要受电-声子散射的影响。本论文利用第一性原理方法计算二维GaSe和二维InSe的电子结构和电-声子散射率、热载流子弛豫时间等性质。首先,我们研究了二维GaSe和InSe的电子自能虚部、电-声子散射率、热载流子弛豫时间和平均自由程。由于费米能级到带隙边处的电子自能虚部很小,因此电-声子的
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随着半导体器件的广泛应用,对半导体器件工作效率的要求也越来越高。载流子的散射性质对器件的输运性质有重要影响,而它主要受电-声子散射的影响。本论文利用第一性原理方法计算二维GaSe和二维InSe的电子结构和电-声子散射率、热载流子弛豫时间等性质。首先,我们研究了二维GaSe和InSe的电子自能虚部、电-声子散射率、热载流子弛豫时间和平均自由程。由于费米能级到带隙边处的电子自能虚部很小,因此电-声子的散射率也是很小。随着费米能级从VBM移到带隙更深处,价带占据将被改变,散射速率将进一步提高。当温度从200 K增加到400 K时,电-声子散射率逐渐增加,导致热载流子弛豫时间和平均自由程却逐渐变短。进一步,我们又研究了声学波声子和光学波声子对二维GaSe和InSe的自能虚部和散射率的影响,并分别分析了12支声子模对散射率的贡献。在此研究中我们发现:二维GaSe和InSe中,在不同温度中光学波声子对自能虚部和散射率的影响都小于声学波声子的影响。最后,我们研究了热电子和热空穴占据数随时间的演化,发现二维GaSe和InSe中热电子的弛豫时间比热空穴的快。通过本文的研究,可以知道二维GaSe和InSe热载流子的弛豫时间。为基于二维GaSe和InSe的光电器件的设计提供理论基础。
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