ارسل ملاحظاتك

ارسل ملاحظاتك لنا







الرئيسية > استقصاء الحل العددي لمعادلة بو...>الوصف

استقصاء الحل العددي لمعادلة بولتزمان للانتقال في السليكون في فضاء الزخم باستخدام منظومات حسابية بأبعاد مختلفة

العنوان بلغة أخرى: Investigating the Numerical Solution of the BoltzmannTransport Equation in Silicon in Momentum Space Using Computational Systems of Different Dimensions
المصدر: مجلة التربية والعلم
الناشر: جامعة الموصل - كلية التربية
المؤلف الرئيسي: محمود، محمود ماجد (مؤلف)
مؤلفين آخرين: حسين، ممتاز محمد صالح (م. مشارك)
المجلد/العدد: مج29, ع4
محكمة: نعم
الدولة: العراق
التاريخ الميلادي: 2020
الصفحات: 108 - 123
DOI: 10.33899/edusj.2020.126828.1057
ISSN: 1812-125X
رقم MD: 1202162
نوع المحتوى: بحوث ومقالات
اللغة: العربية
قواعد المعلومات: EduSearch
مواضيع:
المعادلات التفاضلية التكاملية | معادلة الانتقال لبولتزمان | الحل العددي | فضاء الزخم | السليكون
كلمات المؤلف المفتاحية:
معادلة بولتزمان في السليكون | الحل العددي لمعادلة الانتقال لبولتزمان | طريقة متعددات حدود لاجندر | Boltzmann Equation in Silicon | Numerical Solution for Boltzmann Transport Equation | Legendre Polynomial Expansion Method
رابط المحتوى:

الناشر لهذه المادة لم يسمح بإتاحتها.
صورة الغلاف QR قانون
حفظ في:
المستخلص: The Boltzmann transport equation is the basic equation for solving the transport of charge carrier (electrons, holes) problems in semiconductor devices. The distribution function has been obtained from the solution of this equation. The distribution function is important in calculating semiconductor properties, which can be used to calculate the average electron energy, the charge carrier concentration, and other properties. In this work the semi-classical Boltzmann transport equation in silicon was solved using analytical / numerical methods in steady state case in momentum space. The analytical solution is requires expressing the distribution function using Legendre polynomials expansion the first two terms of the expansion, by taking into account the effect of both acoustic elastic scattering and nonelastic scattering in addition to the effect of non-parabolic energy band structure. In order to obtain the numerical solution of Boltzmann transport equation the finite difference method is used. The differential equation is transformed to linear difference equation which can represented by matrices. Numerical systems with different dimensions are designed to calculate the distribution function with the least possible time to maintain the accuracy of the solution for different applied electric field which represent the low and high field regions at temperatures T= (77, 300) K. The obtained results showed good agreement with published data that used other calculation methods such as the Monte Carlo simulation method for all the system used in this work.

تعد معادلة الانتقال لبولتزمان المعادلة الأساسية المستخدمة لحل مسائل انتقال حامل الشحنة (الإلكترون، الفجوة) في نبائط أشباه الموصلات ويمكن الحصول على دالة التوزيع من خلال حل هذه المعادلة، تعد دالة التوزيع مهمة في حساب خصائص أشباه الموصلات، التي يمكن استخدمها في حساب متوسط طاقة الإلكترون وتركيز حامل الشحنة وغيرها من الخواص. في هذا البحث تم حل معادلة الانتقال شبه الكلاسيكية لبولتزمان في السليكون باستخدام طريقة تحليلية /عددية في حالة الاستقرار في فضاء الزخم. يتطلب الحل التحليلي التعبير عن دالة التوزيع باستخدام متعددات حدود لاجندر وذلك بأخذ الحدين الأول والثاني من امتدادات متعددات لاجندر مع الأخذ بنظر الاعتبار تأثير كل من الاستطارة السمعية المرنة والاستطارة غير المرنة إضافة إلى تأثير تركيب حزمة الطاقة غير المكافئ. وللحصول على الحل العددي لمعادلة بولتزمان نستخدم طريقة الفروق المحددة إذ يتم تحويل المعادلة التفاضلية إلى معادلة الفروق الخطية التي يمكن تمثيلها بالمصفوفات. تم تصميم عدة منظومات عددية بأبعاد مختلفة لحساب دالة التوزيع لكل منظومة، وتمت المقارنة بين هذه المنظومات من حيث الدقة ولمجالات كهربائية مسلطة مختلفة تمتد من منطقة المجالات الواطئة إلى منطقة المجالات العالية وعند درجتي الحرارة= K T(77.300) وأظهرت النتائج التي تم الحصول عليها توافقا جيد مع النتائج المنشورة التي استخدمت طرق أخرى مثل طريقة محاكاة مونتي كارلو ولمعظم المنظومات المستخدمة في البحث.
ISSN: 1812-125X

عناصر مشابهة


© 2024 المنظومة. جميع الحقوق محفوظة.