КОНДЕНСИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ

Максимизация термо-ЭДС в оптимально неупорядоченном графене

Е. И. Никулин^a, А. И. Чернов^b, Д. А. Свинцов<sup>b

a</sup> Российский квантовый центр, 143025 Сколково, Москва, Россия
^b Центр фотоники и двумерных материалов, Московский физико-технический институт, 141700 Долгопрудный, Россия

Аннотация: Мы изучаем взаимное влияние электрон-фононного и электрон-примесного рассеяния в графене и его проявления в термо-ЭДС $S$. Рассеяние электронов на акустических фононах, доминирующее в чистых образцах, приводит к независящему от энергии коэффициенту диффузии носителей, что обусловливает нулевое значение $S$. Добавление заряженных примесей играет двойную роль. При низких концентрациях примесей коэффициент диффузии становится зависимым от энергии, что повышает $S$. В сильно неупорядоченных образцах концентрация носителей становится неоднородной, что приводит к самоусреднению термо-ЭДС. Последний эффект исследуется нами с помощью теории эффективной среды и предсказывает медленное уменьшение $S$ с ростом концентрации примесей. Соревнование этих эффектов приводит к максимизации термо-ЭДС при оптимальной плотности примесей $n^*_{\rm imp}$. Последняя оценивается как $2\times 10^{11}$ см$^{-2}$ при комнатной температуре, что соответствует графену самого высокого качества, полученному химическим осаждением из паровой фазы.

Поступила в редакцию: 27.10.2025
Исправленный вариант: 27.10.2025
Принята в печать: 28.10.2025

DOI: 10.7868/S3034576625120075