多层石墨烯薄膜

热电子弛豫厚度调控

通过改变石墨烯薄膜厚度，调控热电子与光学声子、表面声子及声学声子的耦合竞争，为高性能单电子晶体管设计提供定量理解。

Du, Sichao · Xie, Hao · Yin, Juxin · Tao, Fang · Shuo, Zhang · Sun, Yunlei · 蔡春锋 · Bi, Gang · Zhong-Bao, Chen · Xiao, Duo · Chen, Wenchao · Xiaoguang, Yang · Dawei, Wang · Yin, Wenyan · Rongkun, Zheng

Journal of Physical Chemistry C 2023

参数信息

热电子冷却时间常数 τ₂
3 ps
热电子冷却时间常数 τ₂
20 ps
热电子冷却时间常数 τ₂
40 ps

技术优势

冷却路径可调

通过改变石墨烯薄膜厚度，可以在表面声子、光学声子和声学声子三种冷却通道之间切换，从而调控热电子弛豫时间。

揭示瓶颈机制

在3–20 nm厚度区间，光学声子积累导致热光学声子效应，形成热电子冷却瓶颈；这一机制此前未被定量阐明。

表面态辅助冷却

较厚薄膜中，内层界面表面态为热电子-声学声子直接耦合提供额外冷却通道，加速弛豫。

应用场景