JETP Letters: issues online

Исследовано изменение термоэлектрических коэффициентов однослойного графена при переходе между дрейфово-диффузионным и гидродинамическим режимами транспорта. Переход управляется безразмерной силой электрон-дырочного взаимодействия r - отношением частоты межчастичных столкновений к частоте рассеяния на примесях и фононах. Обнаружен аномальный рост коэффициента Зеебека S в узкой окрестности точки зарядовой нейтральности, при этом максимум зависимости S от концентрации носителей масштабируется как r^1/2. Такое масштабирование объясняется сильным подавлением электрического тока за счет электрон-дырочного рассеяния вблизи точки нейтральности и нечувствительностью теплопереноса носителей к этому рассеянию. По той же причине электронная теплопроводность $\varkappa$ достигает максимума в точке нейтральности, а также принимает большие значения при высокой концентрации носителей вследствие частичного восстановления закона Видемана-Франца в однополярном пределе. Между этими большими значениями теплопроводность достигает минимума. Для вычисления S и $\varkappa$ при произвольных частотах столкновений построена точно решаемая кинетическая модель с межчастичными интегралами столкновений в обобщенном приближении времени релаксации. Установлено, что характеристики термоэлектрических фотодетекторов на основе p-n-переходов в графене улучшаются при переходе в гидродинамический режим, который характеризуется большой термо-ЭДС и ослабленным охлаждением горячих носителей за счет диффузии тепла к контактам.