The Stationary Current-Voltage Characteristics of the Quantum Drift Diffusion Model

  • This paper is concerned with numerical algorithms for the bipolar quantum drift diffusion model. For the thermal equilibrium case a quasi-gradient method minimizing the energy functional is introduced and strong convergence is proven. The computation of current - voltage characteristics is performed by means of an extended emph{Gummel - iteration}. It is shown that the involved fixed point mapping is a contraction for small applied voltages. In this case the model equations are uniquely solvable and convergence of the proposed iteration scheme follows. Numerical simulations of a one dimensional resonant tunneling diode are presented. The computed current - voltage characteristics are in good qualitative agreement with experimental measurements. The appearance of negative differential resistances is verified for the first time in a Quantum Drift Diffusion model.

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Verfasserangaben:R. Pinnau, A. Unterreiter
URN (Permalink):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-6196
Schriftenreihe (Bandnummer):Berichte der Arbeitsgruppe Technomathematik (AGTM Report) (210)
Dokumentart:Preprint
Sprache der Veröffentlichung:Englisch
Jahr der Fertigstellung:1999
Jahr der Veröffentlichung:1999
Veröffentlichende Institution:Technische Universität Kaiserslautern
Datum der Publikation (Server):03.04.2000
Freies Schlagwort / Tag:Resonant tunneling diode ; bipolar quantum drift diffusion model ; generalized Gummel itera; internal approximation ; projected quasi-gradient method
Fachbereiche / Organisatorische Einheiten:Fachbereich Mathematik
DDC-Sachgruppen:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 51 Mathematik / 510 Mathematik
Lizenz (Deutsch):Standard gemäß KLUEDO-Leitlinien vor dem 27.05.2011

$Rev: 13581 $