Theorie des ballistischen Transportes heißer Elektronen in inhomogen dotierten Submicronstrukturen

Hillebrand, Claus-D.; Bringer, A.

doi:10.18154/RWTH-2020-02534

Theorie des ballistischen Transportes heißer Elektronen in inhomogen dotierten Submicronstrukturen = Theory of the ballistic transport of hot electrons in inhomogeneously doped submicron structures

Hillebrand, Claus-D.^RWTH*

1989 & 2020

Verantwortlichkeitsangabevon Claus-D. Hillebrand

ImpressumAachen 1989

Diplomarbeit, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 1989

Tag der mündlichen Prüfung nicht ermittelbar. - Diplomarbeit in Physik vorgelegt der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule im April 1989 angefertigt im Institut für Festkörperforschung. - Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2020

Genehmigende Fakultät
Fak00

Hauptberichter/Gutachter
Bringer, A. (Thesis advisor)

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2020-02534
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/783493/files/783493.pdf

Einrichtungen

RWTH Aachen (hsbk000000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Halbleiterphysik (frei) ; Injektion heißer Ladungsträger (frei) ; Transistor (frei) ; Boltzmann‘sche Stoßzahlenansatz (frei) ; statistische Mechanik (frei) ; Nichtgleichgewichtstheorie (frei) ; dreidimensionaler Elektronentransport (frei) ; III-V direkter Halbleiter mit Bandlücke (frei) ; Homotopietheorie (frei) ; asymptotische Analysis (frei) ; Momentengleichungen (frei) ; Elektronen-Verteilungsfunktion (frei) ; semiconductor physics (frei) ; hot carrier injection (frei) ; transistors (frei) ; non-equilibrium statistical mechanics (frei) ; three dimensional electron transport (frei) ; III-V direct band gap semiconductor (frei) ; homotopy theory (frei) ; asymptotic analysis (frei) ; moment equations (frei) ; submicron device (frei) ; electron distribution function (frei)

Kurzfassung
Der heiße Elektronentransport in einem ballistischen Regime wird berechnet für inhomogen dotierte Submicronstrukturen [0.4 μm] in GaAS auf Grundlage der gekoppelten Boltzmanntransport- und Poissongleichungen. Für die Lösung dieses Integrodifferentialgleichungssystems wird die Momentenmethode mit 6er Gleichungshierarchie verwendet. Numerisch wird zum ersten Mal die Homotopiemethode für die Lösung diese nichtlinearen Gleichungssystem angewandt, welches uns erlaubt den dreidimensionalen Nichtgleichgewichtstransport in dieser halbleitenden Struktur zu berechnen. Ferner wird für diesen Lösungsansatz zum ersten Mal der dreidimensionale semiklassische Elektronentransport zusammen mit quantenmechnanischen Stoßoperatoren, hier akustische Elekron-Phonon - und Elektron-Störstellen Wechselwirkungen berechnet. Mit diesem Gleichungssystem wird zu dem dreidimensionalen Elektronentransport die Temperaturverlauf orthogonal zur Transportrichtung bestimmt.

The hot electron transport in the ballistic regime is calculated for inhomogeneously doped sub-micron structures [0.4 μm] of GaAS, based on the coupled Boltzmann transport - and Poisson equations. We use for the solution of this integrodifferential equation system the moment method, with a six equations hiearchy. Numerically, we apply for the first time the homotopy analysis method for the solution of this nonlinear equation system which allows us to describe the strong non-equilibrium electron transport in three dimensions. Thereby, for the first time, the three dimensional semi-classical electron transport can be calculated together with quantum-mechanical collision operators, here acoustic electron-phonon as well as electron-impurities interactions. With this three-dimensional electron transport Boltzmann‘ moment equations we are able to calculate the behaviour of temperature variation orthogonal to the direction of transport.

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