半导体模块更新

COMSOL Multiphysics® 5.6 版本为“半导体模块”的用户引入了对多分量波函数和张量有效质量的支持、新的洛伦兹力旋转坐标系 特征,改进了用于梯度材料的漂移-扩散公式。请阅读以下内容,进一步了解“半导体模块”的这些特征。

多元波函数

薛定谔方程 接口已扩展为支持多分量波函数和张量有效质量。通过这一新功能,就可以使用简单的工作流程对多能带系统和自旋粒子进行建模。您可以在使用 k • p 法分析应变纤锌矿 GaN 能带结构均匀磁场中的硅量子点 App 示例中看到此功能的应用演示。

应变纤锌矿 GAN 晶体的能带结构图,蓝色表示 HH,绿色表示 LH,红色表示 CH,蓝绿色圆圈表示每条线的解析点。 k dot p 绘图 应变纤锌矿 GaN 晶体的能带结构。

洛伦兹力

这一新特征增加了磁矢势对运动学动量的洛伦兹力贡献,对受磁场影响的系统非常有用。您可以在均匀磁场中的硅量子点 App 示例中看到此功能的应用演示。

COMSOL Multiphysics 用户界面,显示“模型开发器”、“半导体模块”的洛伦兹力特征设置以及二维模型结果。 洛伦兹力特征 磁场中硅量子点的概率密度和运动学动量密度。

旋转坐标系

新的旋转坐标系 特征增加了旋转坐标系对应的哈密顿量,从而易于分析旋转参考坐标系中的系统。您可以在旋转玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡格形成 App 示例中看到此功能的应用演示。

显示涡格形成的旋转玻色-爱因斯坦凝聚体概率密度的时间演化。

广泛支持特征频率分析

现在,大多数“AC/DC 模块”接口都支持特征频率 研究:电流壳内电流多层壳中的电流电路静电磁场。除了支持磁场 接口中的全波腔模式分析外,还可以对涉及电路的模型运行特征频率分析。这种特征频率支持主要是为“AC/DC 模块”开发,但提供相关受影响物理场接口的其他模块也将从中受益。

COMSOL Multiphysics 5.6 版用户界面,显示了“模型开发器”、“全局计算”设置(其中展开了“数据”和“表达式”栏),以及 RLC 电路特征频率分析的探针图。 特征频率分析示例 一个简单 RLC 电路的共振峰,其中分析特征频率和 Q 因子,并将结果与解析确定值进行比较。

新增和增强的“电路”接口功能

电路 接口为瞬态 研究配备了一个“基于事件”的开关 特征,使您可以对电路中某些连接的“瞬时”双位开关进行建模。开关可以由电流、电压或用户定义的布尔表达式进行控制。

此外,新版本还添加了参数化子电路定义,您可以将其与子电路实例 结合使用,从而创建包含较小电路的构建块,并在较大的电路中使用这些构建块的多个参数化变体。最后,状态、事件和求解器的机制也得到了改进,尤其是非线性(半导体)器件的瞬态建模变得更加稳定。

电路的功能改进主要是为“AC/DC 模块”开发的,但其他提供电路 接口的模块也将受益。以下更新的模型演示了这一新功能:

漂移-扩散公式

漂移-扩散公式已扩展到梯度材料,以包括连续变化的有效态密度的影响。(准费米能级公式已经包含了这一点。)

新的教学案例

COMSOL Multiphysics® 5.6 版本的“半导体模块”引入了三个新的教学案例。

使用 k • p 法分析应变纤锌矿 GaN 能带结构

具有三层价带的应变纤锌矿晶体模型,其计算值以彩虹颜色表显示,解析解以灰色线框显示。 应变纤锌矿 GaN 晶体 应变纤锌矿 GaN 晶体的能带结构。

“案例库”标题:
k_dot_p_method_strained_wurtzite_gan_band_structure
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均匀磁场中的硅量子点

一个模型,以红色、橙色、绿色和蓝色显示硅量子点,以洋红色箭头显示磁场。 硅量子点 磁场中硅量子点的第 8 激发态。

“案例库”标题:
si_quantum_dot_in_uniform_magnetic_field
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旋转玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡格形成

旋转玻色-爱因斯坦凝聚体的概率密度随时间变化的灰度模型,揭示了 20 ms 至 600 ms 的涡格。 涡格模型时间演化 显示涡格形成过程的旋转玻色-爱因斯坦凝聚体概率密度的时间演化。

“案例库”标题:
vortex_lattice_formation_in_a_rotating_bose_einstein_condensate
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