【摘 要】
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自2004年石墨烯的成功制备以来,石墨烯以其独特的物理化学性质极大地吸引研究人员对与石墨烯组成和结构不同的其他二维材料的探索。作为与石墨烯结构相似的IV族二维材料,硅烯和锗烯具备优异的电学和热学性质,伴随着其从理论预测到实验制备成功再到光电器件、储能和生物医学等众多领域的应用,硅烯和锗烯引起了广泛的关注。在此背景下,从理论计算的角度研究硅烯和锗烯中电子和声子相互作用（电声耦合）,对明晰它们的电子和
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自2004年石墨烯的成功制备以来,石墨烯以其独特的物理化学性质极大地吸引研究人员对与石墨烯组成和结构不同的其他二维材料的探索。作为与石墨烯结构相似的IV族二维材料,硅烯和锗烯具备优异的电学和热学性质,伴随着其从理论预测到实验制备成功再到光电器件、储能和生物医学等众多领域的应用,硅烯和锗烯引起了广泛的关注。在此背景下,从理论计算的角度研究硅烯和锗烯中电子和声子相互作用（电声耦合）,对明晰它们的电子和热输运机制有着重要意义,有助于理解其独特而优异的性能来源,并给出进一步提升的策略。本文运用密度泛函理论、密度泛函微扰理论和最大局域Wannier插值技术,求解线性Boltzmann输运方程,研究硅烯和锗烯的电声耦合特性对热电输运的影响。本文研究了硅烯和锗烯的电声耦合下的输运性质以及有限温度对电声耦合的影响,主要内容涵盖第一性原理下的,不同温度载流子迁移率的计算,各声子分支对电子散射率贡献的逐模态分析,各温度下平均自由程的大小,特定载流子浓度中的热电参数,以及为解决密度泛函理论中绝对零度假设在高温下应用的缺陷而引入的温度依赖有效势。发现温度非谐性的引入会带来声子软化现象,带来更多的三声子散射过程,以及热导率的变化。在此条件下得到了各模态声子的散射率,以及载流子迁移率随温度和载流子浓度的变化。在电声耦合的研究中引入更为准确的温度依赖的声子色散关系,对二维材料体系的热电输运性质有着较大影响。
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