Estudio de la movilidad de electrones en grafeno intrínseco y en la interfase grafeno-CU2O usando el método Monte Carlo
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Date
2021-09-14
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Publisher
Universidad Católica de Santa María
Abstract
El estudio de la movilidad de los electrones sometidos a campos eléctricos moderados
aplicados sobre grafeno intrínseco y en grafeno sobre el sustrato de Cu2O, manteniendo la
temperatura constante, se realizó con la implementación de un programa en Matlab. En la
simulación se utiliza el método numérico de Monte Carlo, para resolver la ecuación de
transporte de Boltzmann semiclásica. Para una mayor aproximación con el fenómeno del
transporte de electrones en el grafeno, se incluye diferentes mecanismos de dispersión tales
como la dispersión con: fonones acústicos, fonones ópticos, fonones ópticos superficiales,
impurezas remotas y la presencia de la rugosidad de la interfase. Además de considerar el
principio de exclusión de Pauli mediante la discretización del espacio recíproco, siguiendo
una simetría polar.
Los resultados obtenidos para la movilidad del grafeno intrínseco muestran valores, en el
rango de 8x1010 cm-2 a 1012 cm-2, cercanos a resultados bibliográficos dados por Shishir y
Ferry (2009) y resultan ser entre 3 y 10 veces mayor que la movilidad en el grafeno sobre
sustrato de Cu2O, mostrando la gran influencia del sustrato, cuando se deposita grafeno
sobre cobre. La movilidad de los electrones en el grafeno sobre sustrato de Cu2O muestra
un máximo alrededor de una densidad electrónica de 1.2x1012 cm-2, prediciendo que hay
valores óptimos de esta variable para la utilización de grafeno sobre este sustrato. Por otra
parte, la energía media de electrones se mantiene casi constante con campos eléctricos hasta
1.5 kVcm-1 para grafeno sobre sustrato mientras que para el grafeno intrínseco es
ligeramente proporcional al campo eléctrico. Al comparar los valores de la energía media de
electrones, esta es mayor cuando el sustrato está presente debido mayormente a que los
electrones ganan gran energía por absorción de fonones óptico superficiales, dentro del rango
de energía estudiado. Esto refuerza la importancia del sustrato como fuente de degradación
de las propiedades eléctricas del grafeno.
Description
Keywords
Grafeno, Sustrato de Cu2O, Dispersión electrón-fonón