【摘要】 高迁移率半导体器件中电子等离子体波的不稳定性最近作为缩小太赫兹间隙的可能候选者引起了广泛关注。

近年来，高电子迁移率晶体管（HEMT）中电子等离子体波的不稳定性作为缩小太赫兹间隙的可能解决方案引起了广泛关注。通过求解完整的玻尔兹曼传输方程 (BTE)，可以以非常准确的方式模拟此类设备的行为。然而，由于 BTE 的瞬态模拟在计算上非常昂贵，特别是对于二维或三维设备，因此需要更简单的传输模型。

 

通过使用从 BTE 导出的平衡方程以及适当的闭合关系，可以指定任意复杂度的模型。这些模型中最简单的是众所周知的漂移扩散 (DD) 模型，其中仅考虑 BTE 分布函数的两个矩。

 

高迁移率半导体器件中电子等离子体波的不稳定性最近作为缩小太赫兹间隙的可能候选者引起了广泛关注。传统的基于矩的输运模型通常忽略矢量本构方程中的时间导数，从而导致偏微分方程 (PDE) 的抛物线系统。然而，为了描述等离子体波，需要包括这样的时间导数，从而产生双曲而不是抛物线的偏微分方程系统；因此，这些方程系统的基本性质完全改变了。

 

额外的非线性项使得现有的半导体模拟数值稳定方法实际上毫无用处。另一方面，有大量以守恒定律形式存在的偏微分方程双曲系统的数值方法。然而，守恒定律的标准数值方案通常要么无法正确处理由于内置电场而存在于半导体器件中的大源项，要么严重依赖于特定于手头方程系统的变量变换（例如浅水方程），并且不能轻易推广到不同的方程[1]。

 

[1]Linn, T., Bittner, K., Brachtendorf, H.G. et al. Simulation of THz Oscillations in Semiconductor Devices Based on Balance Equations. J Sci Comput 85, 6 (2020).

 

科学指南针为超过6000家高校和企业提供一站式科研服务，2023年12月:已服务超过2000家高校，超过4000家企业，提供近500所高校研究所免费上门取样服务，平均每天处理样品数9000+、注册会员数60w+、平均4.5天出结果、客户满意度超过99%。

 

免责声明：部分文章整合自网络，因内容庞杂无法联系到全部作者，如有侵权，请联系删除，我们会在第一时间予以答复，万分感谢。