我组在α-WP2和β-WP2晶体超高迁移率研究中取得新进展
我组在α-WP2和β-WP2晶体超高迁移率研究中取得新进展
载流子迁移率是表征材料电输运性能的重要参数。单斜相α-WP2和正交相β-WP2虽然具有不同的拓扑性质，均表现出极高的载流子迁移率，其微观起源值得深入研究。近日，我组采用化学气相输运法成功生长出高质量α-WP2和β-WP2单晶，并结合电输运测量与变温拉曼光谱，对两种晶体的载流子散射和声子动力学进行了系统研究。两种晶体的剩余电阻率比分别达到3700和4200，5 K时的载流子迁移率分别达到1.90×105和1.88×105 cm2V-1s-1。通过分析拉曼声子峰及电子拉曼背景，研究人员提取了量子寿命，并与输运寿命进行比较。结果显示，5 K时两种晶体的输运寿命与量子寿命之比分别达到1632和3698，表明大角度散射受到显著抑制。
图1：拉曼光谱及弛豫时间结果
进一步的半定量分析表明，自旋–轨道耦合（SOC）相关的波包散射效应与轨道–动量锁定（OML）可能共同参与抑制大角度散射，为理解两种WP2晶体的超高迁移率提供了新的思路。该研究加深了对WP2两种晶相中载流子散射与声子动力学的认识，为理解其他过渡金属二磷化物中的高迁移率输运提供了参考。
相关成果以“Comparative investigation of extremely high mobility in α- and β-WP₂ crystals by electrical transport and Raman spectroscopy”为题，发表于 Physical Review B 114, 214303 (2026)。