研究目的
基于矩方法的输运模型在等离子体波与Dyakonov-Shur不稳定性中的应用研究
研究成果
研究表明，采用各向异性闭合关系的流体动力学模型对于精确模拟太赫兹波生成是必要的。尽管对流项具有数值复杂性，但将其纳入模型对于有意义地模拟Dyakonov-Shur等离子体不稳定性至关重要。
研究不足
宏观弛豫时间近似即使包含更多矩量，仍限制了与玻尔兹曼输运方程的完美匹配。该研究在理想化条件下进行，可能无法完全代表实际器件结构。
基于矩的传输模型在等离子体波与Dyakonov-Shur不稳定性研究中的应用调查
DOI：10.1088/1361-6641/aaf27a
期刊：Semiconductor Science and Technology
出版年份：2019
更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要：
基于不同数值复杂度的平衡方程可推导出玻尔兹曼输运方程（BTE）的传输模型。本文从BTE前两阶矩推导出两种漂移-扩散模型，以及从四阶矩推导出两种流体动力学模型，并重点针对太赫兹频段中等离子体波产生的精度进行分析。为此，在均匀体条件下假设存在谐波时，将这些模型与小信号状态下的BTE进行对比，结果表明流体动力学模型具有更高精度。研究还发现，分布函数各向异性必须在闭合关系中予以考虑，这会导致平衡方程中出现对流导数项——该导数项在半导体器件数值处理中极为困难，且被商业TCAD软件套件所忽略。但若不考虑此项，则无法实现对Dyakonov-Shur等离子体不稳定性的有效模拟。
作者：
Tobias Linn，Zeinab Kargar，Christoph Jungemann
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