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第41卷第5期
量子漂移扩散模型的保正有限元方法

彭聪穆&郑伟英

J.公司。数学。,41(2023年),第909-932页。

在线发布:2023-05

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  • 摘要

在本文中,我们提出了一种保正有限元方法来求解三维量子漂移扩散模型。该模型由五个非线性组成椭圆方程,其中两个描述了准有限能级的量子修正。我们提出了一种插值指数有限元(IEFE)方法来求解这两个问题量子修正方程。IEFE方法总是产生正载流子密度并在量子修正方程的牛顿线性化中保持了二阶微分算子的正性。此外,我们求解了两个连续性方程使用边平均有限元(EAFE)方法减少准有限能级。电势的泊松方程用标准方法求解拉格朗日有限元。我们证明了非线性离散问题解的存在性通过使用不动点迭代和求解一个新的离散泛函的最小值问题。提出了求解非线性离散问题的牛顿法。三维纳米级FinFET器件的数值实验表明牛顿方法对高达9V的源到门偏置电压和源到漏极偏置电压具有鲁棒性偏置电压高达10V。

  • AMS主题标题

35J60、35Q81、49M15、49M37、65N30

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mupengcong@lsec.cc.ac.cn(彭聪穆)

zwy@lsec.cc.ac.cn(郑伟英)

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在本文中,我们提出了一种保正有限元方法来求解三维量子漂移扩散模型。该模型由五个非线性组成椭圆方程,其中两个描述了准有限能级的量子修正。我们提出了一种插值指数有限元(IEFE)方法来求解这两个问题量子修正方程。IEFE方法总是产生正载流子密度并在量子修正方程的牛顿线性化中保持了二阶微分算子的正性。此外,我们求解了两个连续性方程使用边缘平均有限元(EAFE)方法来减少准有限能级。电势的泊松方程用标准方法求解拉格朗日有限元。我们证明了非线性离散问题解的存在性通过使用不动点迭代和求解一个新的离散泛函的最小值问题。提出了求解非线性离散问题的牛顿法。三维纳米级FinFET器件的数值实验表明牛顿方法对高达9V的源到门偏置电压和源到漏极偏置电压具有鲁棒性偏置电压高达10V。

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在本文中,我们提出了一种保正有限元方法来求解三维量子漂移扩散模型。该模型由五个非线性组成椭圆方程,其中两个描述了准有限能级的量子修正。我们提出了一种插值指数有限元(IEFE)方法来求解这两个问题量子修正方程。IEFE方法总是产生正载流子密度并在量子修正方程的牛顿线性化中保持了二阶微分算子的正性。此外,我们求解了两个连续性方程使用边平均有限元(EAFE)方法减少准有限能级。电势的泊松方程用标准方法求解拉格朗日有限元。我们证明了非线性离散问题解的存在性通过使用不动点迭代和求解一个新的离散泛函的最小值问题。提出了一种求解非线性离散问题的牛顿方法。三维纳米级FinFET器件的数值实验表明牛顿方法对高达9V的源到门偏置电压和源到漏极偏置电压具有鲁棒性偏置电压高达10V。

穆鹏聪和郑伟英。(2023). 量子漂移扩散模型的保正有限元方法。计算数学杂志.41(5).909-932.doi:10.4208/jcm.2206-m2021-0353
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