Моделирование из первых принципов интенсивностей электроннофононного рассеивания в гидрированном графене
https://doi.org/10.35596/1729-7648-2025-23-2-28-34
Аннотация
Графен, представитель нового поколения 2D-материалов, остается в центре внимания научных исследований как отражение его уникальных электрических и механических характеристик. В статье излагаются результаты исследования процедур электронного рассеяния оптических и акустических фононов в графене, модифицированном атомами водорода, – структуре C2H2, известной как графан. В полученных зависимостях скоростей рассеяния учтены совместные процессы испускания и поглощения фононов электронами, а взаимодействие фононов с материалом подложки не рассматривалось. Интенсивности рассеяния играют важную роль для детального изучения динамики транспорта носителей заряда в полупроводниковых структурах, содержащих гетерогенные слои. Их использование позволяет реализовать известный многочастичный метод Монте-Карло, широко применяемый при моделировании сложных полупроводниковых приборов. Полученные результаты позволят исследовать новые гетероструктурные приборы на основе графена и его модификаций с улучшенными выходными характеристиками в высокочастотных диапазонах работы.
Об авторе
В. Н. Мищенко
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
Минск
Список литературы
1. Novoselov K. S., Geim A. K., Morozov S. V., Jiang D., Zhang Y., Dubonos S. V., Grigorieva I. V., et al. (2004) Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Film. Science. 306, 666–669.
2. Morozov S. V., Novoselov K. S., Katsnelson M. I., Schedin F., Elias D. C., Jaszczak J. A., et al. (2008) Giant Intrinsic Carrier Mobilities in Graphene and Its Bilayer. Physical Review Letters. 100.
3. Bardeen J., Shockley W. (1950) Deformation Potentials and Mobilities in Nonpolar Crystals. Physical Review. 80. https://doi.org/10.1103/PhysRev.80.72.
4. Herring C., Vogt E. (1956) Transport and Deformation-Potential Theory for Many-Valley Semiconductors with Anisotropic Scattering. Physical Review. 101.
5. Frӧhlich H. (1954) Electrons in Lattice Fields. Advances in Physics. 3.
6. Hess K. (1999) Advanced Theory of Semiconductor Devices. NJ, Wiley-IEEE Press, Piscataway.
7. Lundstrom M. (2009) Fundamentals of Carrier Transport. UK, Cambridge University Press, Cambridge.
8. Poncé S., Margine E. R., Verdi C., Giustino F. (2016) EPW: Electron-Phonon Coupling, Transport and Superconducting Properties Using Maximally Localized Wannier Functions. Computer Physics Communications. 209.
9. Zhou J.-J., Park J., Lu I-Te, Maliyov I., Tong X., Bernardi M. (2021) Perturbo: A Software Package for ab Initio Electron-Phonon Interactions, Charge Transport and Ultrafast Dynamics. Computer Physics Communications. 264.
10. Giannozzi P., Baroni S., Bonini N., Calandra M., Car R., Cavazzoni C., et al. (2009) QUANTUM ESPRESSO: A Modular and Open-Source Software Project for Quantum Simulations of Materials. Journal of Physics: Condensed Matter. 21 (39).
11. Noffsinger Jesse, Giustino Feliciano, Malone Brad D., Cheol-Hwan Park, Louie Steven G., Cohen Marvin L. (2010) EPW: A Program for Calculating the Electron–Phonon Coupling Using Maximally Localized Wannier Functions. Computer Physics Communications. 181 (12), 2140–2148.
12. Lee H., Poncé S., Bushick K., Hajinazar S., Lafuente-Bartolome J., Leveillee J., et al. (2023) Electron-Phonon Physics from First Principles Using the EPW Code. npj Computational Materials. 9.
13. Hamann D. R. (2013) Optimized Norm-Conserving Vanderbilt Pseudopotentials. Physical Review. B 88.
14. Mishchanka V. N. (2024) First-Principles Modeling of Electron-Phonon Scattering Rates in Graphene. Modern Electronic Materials. 10 (3), 177–184.
15. Bernardi M., Vigil-Fowler D., Lischner J., Neaton J. B., Louie S. G. (2014) Ab Initio Study of Hot Carriers in the First Picosecond after Sunlight Absorption in Silicon. Physical Review Letters. 112.
16. Long Cheng, Chenmu Zhang and Yuanyue Liu (2019) How to Resolve a Phonon-Associated Property into Contributions of Basic Phonon Modes. Journal of Physics: Materials. 2 (4).
17. Isakova О. P., Tarasevich Y. Y., Yuzyuk Y. I. (2009) Processing and Visualization of Data from Physical Experiments Using Origin Package. Moscow, LIB-COM Book House.
Рецензия
Для цитирования:
Мищенко В.Н. Моделирование из первых принципов интенсивностей электроннофононного рассеивания в гидрированном графене. Доклады БГУИР. 2025;23(2):28-34. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2025-23-2-28-34
For citation:
Mishchanka V.N. First-Principles Modeling of Electron-Phonon Scattering Rates in Hydrogenated Graphene. Doklady BGUIR. 2025;23(2):28-34. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2025-23-2-28-34
Просмотров:
13
Послать статью по эл. почте 