반도체에서 전자의 열 이완 이론

우리는 12개의 극성과 비극성 반도체에서 고에너지 "뜨거운" 전하 운반자와 접촉하는 음향 진동자의 과도 역학을 일차 원리에 기초한 볼츠만 수송 프레임워크를 사용하여 계산합니다. 대부분의 물질에서, 우리는 전자 여기 후 1ps에서 15ps 사이의 시간에서 전자 온도의 감소가 단일 지수 모델에서 상당히 벗어난다는 것을 발견했습니다. 이는 비열적 진동 모드의 출현과 동반되는 현상입니다. 우리는 이러한 효과가 전자-음향과 음향-음향 상호작용의 시간 척도에서의 큰 이질성으로 인한 음향 하위 시스템 내의 느린 열화 때문임을 보여줍니다. 우리는 음향 열화를 전자-음향 열화의 제한 단계로 고려하는 일반화된 이온온도 모델을 제안하며, 이는 반도체 내 뜨거운 전자와 정공의 전체 열 이완을 포착합니다. 우리의 발견의 직접적인 결과는 반도체의 경우 전자-음향 및 음향-음향 결합의 스펙트럼 분포에 대한 정보가 전자 온도의 다중 지수적 행동으로부터 추출될 수 있다는 것입니다.