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通过高场空穴输运洞察硅纳米线中的声子散射：边界条件的影响及与体声子近似的比较

DOI：10.1088/1742-6596/864/1/012046 期刊：Journal of Physics: Conference Series 出版年份：2017 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 基于玻尔兹曼输运方程研究了声子散射建模方式对硅纳米线中空穴输运的影响。从原子尺度描述纳米线声子与采用体材料声学/光学声子近似这两种方法出发，分析了边界条件对高场空穴输运的影响。声子边界条件会影响漂移速度和动量弛豫时间（尤其在低电场下），但能量弛豫时间几乎不受边界条件影响。虽然体材料声子近似无法复现能量弛豫行为与空穴分布函数特性，但通过改变体材料声子模型中声学声子散射强度，可以近似模拟边界条件变化产生的影响。
作者： H Tanaka，J Suda，T Kimoto
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研究概述 实验方案

研究目的

通过高场空穴输运研究声子散射建模对硅纳米线中空穴输运的影响，重点关注边界条件并与体材料声子近似进行比较。

研究成果

硅纳米线中声子的边界条件对低场空穴迁移率影响显著，但在高场下影响较弱。能量弛豫时间几乎与边界条件无关。自由边界条件可通过比准体边界条件大约25%的声子形变势来描述。该研究强调了在准弹道输运机制下，考虑硅纳米线中声子能量弛豫过程对描述缩放MOSFET器件中关键能量弛豫过程的重要性。

研究不足

仅考虑弹性声学声子和非弹性光学声子散射的近似方法无法重现能量弛豫行为。研究表明，在精确描述能量弛豫过程时，必须考虑硅纳米线中声学声子引起的能量弛豫。

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