石墨烯光子学 || 电子特性

摘要： 在半导体中，受电场作用的自由载流子（即导带中的电子或价带中的空穴）在电场作用下加速，但会受到散射事件的阻碍。半导体中的自由载流子在电场存在时会加速。随机分布的散射中心（如杂质和缺陷）作为反作用力，使载流子减速并偏转。当在恒定电场下最终达到稳态时，载流子流达到恒定值。相比之下，在石墨烯中，狄拉克锥上的载流子具有恒定速度，不会因电场或散射中心而加速或减速；相反，电场的作用是将载流子的运动方向与电场方向对齐，而散射中心则作为干扰这一对齐过程的来源。这一过程可以通过玻尔兹曼输运方程很好地描述，该方程已成功描述了金属和半导体中载流子的许多统计行为。本章的目的是从玻尔兹曼输运方程出发，描述石墨烯的电子特性。