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[2019年IEEE光子学与电磁学研究秋季研讨会（PIERS-Fall）- 中国厦门（2019.12.17-2019.12.20）] 2019光子学与电磁学研究秋季研讨会（PIERS-Fall）- 一款220 GHz氮化镓高电子迁移率晶体管功率放大器

DOI：10.1109/PIERS-Fall48861.2019.9021617 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： Geant4代码的更新对电子背散射模拟产生了影响，与先前发表的结果相比有所变化。通过分析模拟的电子背散射分数与大量实验数据的兼容性（涵盖Geant4中可用的广泛物理配置选项），量化了这些更新的影响。特别关注了Geant4 10.2版本首次推出的两种电子散射实现：Goudsmit-Saunderson多次散射模型和基于Mott截面计算的单次库仑散射模型。新的Goudsmit-Saunderson多次散射模型的表现取决于电子能量，可能等同于或不如先前Geant4版本中的模型准确。新的库仑散射模型在物理角度存在缺陷，但在Geant4 10.2版本中计算速度较快；而Geant4 10.2p01版本发布的物理修正显著降低了其计算性能。先前出版物中观察到的电子背散射模拟问题已通过Geant4几何领域的更新得到解决。
作者： Tullio Basaglia，Min Cheol Han，Gabriela Hoff，Chan Hyeong Kim，Sung Hun Kim，Maria Grazia Pia，Paolo Saracco
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研究概述 实验方案

研究目的

量化Geant4演进对背散射电子比例的影响，并评估采用Goudsmit-Saunderson模型及基于Mott截面计算的单次库仑散射模型进行模拟重现实验数据的能力。

研究成果

本文收集的结果记录了基于Geant4工具包的电子背散射模拟验证测试，该工具包提供了多种物理建模选项。在受测的物理选项集合中，观察到它们生成与实测背散射电子分数一致结果的能力存在显著差异。没有单一的物理建模配置能在验证测试覆盖的整个能量范围内产生最优结果。本文总结的详细验证分析为实验用户提供了指导，帮助他们在工具包众多可用选项中，识别出最有效满足其特定实验场景需求的方案。

研究不足

本次验证测试所考察的可观测量对电子散射建模较为敏感，但其模拟结果是由模拟过程中涉及的所有代码（包括直接和间接依赖项）以及生成模拟的计算环境共同决定的。本文涉及的模拟配置结果针对特定可观测量——即背散射电子比例的测试。在将这些结果外推至评估本文未进行验证的其他模拟可观测量，或应用于物理条件不同的其他环境时，应保持谨慎。

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