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基于最大熵原理的改进型二维-三维电荷传输模型

DOI：10.1007/s00161-018-0735-6 期刊：Continuum Mechanics and Thermodynamics 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 为研究金属氧化物场效应晶体管中数十纳米长沟道内的电子输运特性，为降低模拟计算的复杂度，可将电子划分为二维与三维两类群体。在硅/氧化物界面附近二者共存，而在器件其余区域由于量子效应可忽略，仅需考虑三维电子组分。核心难题在于描述二维与三维电子群体间因与非极性光学声子及界面模式相互作用产生的散射机制。本文基于Fischetti和Laux（《物理评论B》第48卷2244-2274页，1993年）提出的方法，在蒙特卡洛模拟框架下对这些碰撞过程进行严格处理，同时考虑了与声学声子、表面粗糙度及杂质的所有主要散射作用。
作者： Vito Dario Camiola，Giovanni Mascali，Vittorio Romano
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研究概述 实验方案

研究目的

通过将电子划分为二维和三维群体来研究纳米级MOSFET沟道中的电子输运，以降低计算成本，重点在于严格处理这些群体之间的散射机制。

研究成果

改进后的模型为MOSFET中二维-三维电子气耦合提供了一种计算可行的方法，确保了电荷守恒并包含所有主要散射机制。该模型解决了先前模型的局限性，适用于器件模拟中的域分解策略。

研究不足

该模型需要数值解和近似方法，例如采用MEP进行闭合处理及散射积分的求解。计算成本较高，尤其是评估散射率中的矩阵元时。参数（如tQ（量子区厚度））的确定可能需要进行初步模拟。

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