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半导体物理中量子漂移扩散方程的数值方法。 (英语) Zbl 1104.82051号

摘要:我们介绍了用于解决半导体物理中电荷输运问题的数值方法和模拟。该问题由我们最近提出的Wigner-Poisson动力学系统描述,其结果与已知实验一致。在这个模型中,我们考虑了掺杂半导体超晶格,其中电子应该占据最低的窄带,横向动量交换被忽略,电子-电子相互作用在Hartree近似中处理,并且考虑了弹性碰撞和非弹性碰撞。从动力学Wigner-Poisson模型的双曲极限系统地导出了非局部漂移扩散方程。原始量子动力学模型方程的非局域性意味着导出的漂移扩散方程包含一个或多个超晶格周期的空间平均值。数值方法基于对现象物理特性的先验知识,并已证明在验证我们的公式时是有效的。方程的数值解显示了通过偏压超晶格的电流的自持振荡,这与已知实验非常一致。

MSC公司:

82天37分 半导体统计力学
2005年3月37日 动力系统仿真
37N20号 物理学其他分支的动力系统(量子力学、广义相对论、激光物理)
81T80型 模拟和数值建模(量子场论)(MSC2010)
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
82C70码 含时统计力学中的输运过程
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参考文献:

[1] Bonilla L.L.(2002)。半导体超晶格中的非线性电荷输运、波传播和自振荡理论。《物理学杂志》。康登斯。事项14:R341–R381·doi:10.1088/0953-8984/14/14/201
[2] Bhatnagar P.L.、Gross E.P.和Krook M.(1954年)。气体中碰撞过程的模型。i.带电和中性单组分系统中的小振幅过程。物理学。版次94:511–525·Zbl 0055.23609号 ·doi:10.1103/PhysRev.94.511
[3] Bonilla L.L.、Escobedo R.和Perales A.,微带超晶格的广义漂移扩散模型,Phys。版本B 68(2003)R241304/1–4
[4] Perales A.、Bonilla L.L.和Escobedo R.(2004年)。半导体超晶格中的窄带输运和振荡。纳米技术15:S229–S233·doi:10.1088/0957-4484/15/4/021
[5] Bonilla L.L.和Escobedo R.(2005年)。半导体超晶格的Wigner-Poisson和非局部漂移扩散模型方程,数学。国防部。方法应用。科学。15(8):1253–1272 ·兹比尔1135.82035 ·网址:10.1142/S0218205000728
[6] Ignatov A.A.和Shashkin V.I.(1987年)。半导体超晶格中电子的布洛赫振荡和空间电荷波的不稳定性。Sov公司。物理学。JETP 66:526–530
[7] Carpio A.、Hernando P.J.和Kindelan M.(2001年)。半导体理论中带积分约束双曲方程的数值研究。SIAM J.数字。分析。39:168–191 ·Zbl 0996.35045号 ·doi:10.1137/S0036142999360287
[8] Schomburg E.、Blomeier T.、Hofbeck K.、Grenzer J.、Brandl S.、Lingott I.、Ignatov A.A.、Renk K.F.、Pavelev D.G.、Koschurinov Y.、Melzer B.Y.、Ustinov V.M.、Ivanov S.V.、Zhukov A.和Kopev P.S.(1998年)。具有不同窄带宽度的超晶格中的电流振荡,Phys。版本B 58:4035–4038·doi:10.1103/PhysRevB.58.4035
[9] Schuerer R.、Schomburg E.和Renk K.F.(2002年)。基于淬灭畴的半导体超晶格振荡器用于产生亚毫米波的可行性。申请。物理学。莱特。81:1515–1517 ·doi:10.1063/1.1500770
[10] Schomburg E.、Henini M.、Chamberlain J.、M.、Steeson D.、P.、Brandl S.、Hofbeck K.、Renk F.和Wegscheider W.(1999)。GaAs/AlAs超晶格中100Ghz以上的自持电流振荡。申请。物理学。莱特。74:2179–2181 ·doi:10.1063/1.123793
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