Моделирование электрофизических свойств gaas методом монте-карло

1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ GaAs МЕТОДОМ МОНТЕ-КАРЛО

Дипломная работа студентки 5-го курса
Лаппо Евгении Васильевны
Научный руководитель:
Борздов Владимир Михайлович,
профессор кафедры физической электроники и
нанотехнологий

2. Структура

• Цели и задачи
• Механизмы рассеяния носителей
заряда
• Алгоритм Монте-Карло
• Результаты эксперимента
• Выводы

3. Цель работы:

разработать численную модель переноса электронов в GaAs на основе
одночастичного метода Монте-Карло и рассчитать дрейфовую скорость и
подвижность при температурах 300 K и 77 К, а также оценить время
установления их стационарного значения.
Задачи:
- сделан обзор литературы;
- на основе одночастичного метода Монте-Карло построена численная
модель переноса электронов в GaAs;
- разработаны соответствующий алгоритм и программа ;
- проведен вычислительный эксперимент при различных температурах и
напряженностях.
2

4. Полярное оптическое рассеяние

15 m
0 5,61 10
me
3
1/ 2
1
N 0
1 1 2
0 1 / 2
Fop ,
e
e
N 0 1
0

5. Рассеяние на акустических фононах

0,449 1018 m / me T 12 1 / 2
1
,
a k
1
2
F
c
a
2
u
4

6. Рассеяние на примесях

m
i k 4,84 10
me
11
5
1/ 2
1 2
1
,
c
1/ 2
0 1
T

7. Блок-схема алгоритма

6

8. Расчет дрейфовой скорости

Все механизмы рассеяния
7
Без рассеяния на полярных
оптических фононах

9. Расчет дрейфовой скорости

Все механизмы рассеяния
8
Без рассеяния на акустических
фононах

10. Расчет дрейфовой скорости

9
Е 1.5 105
В/м

11. Выводы:

построена численная модель переноса электронов в GaAs;
разработаны соответствующий алгоритм и программа;
показана адекватность разработанной модели;
рассчитаны дрейфовая скорость и подвижность для разных температур и
напряженностей поля;
установлено, что без учета рассеяния на полярных оптических фононах значительно
меняются величина и время установления стационарного значения дрейфовой
скорости, в то же время, если не учесть рассеяния на акустических фононах, то
значение дрейфовой скорости практически не меняется;
показано, что при Т=77К и Е 1.5 105 В/м стационарное значение дрейфовой
скорости устанавливается при числе соударений ~7000,
3
а при Е 1.5 10 В/м и Т=77К при числе соударений ~ 15000 .
10

12. Спасибо за внимание!