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An entropic Quantum Drift-Diffusion model for electron transport in resonant tunneling diodes

Authors :
Pierre Degond
Samy Gallego
Florian Méhats
Mathématiques pour l'Industrie et la Physique (MIP)
Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR)
AGROCAMPUS OUEST
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 2 (UR2)
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Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
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Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Mathématiques pour l'Industrie et la Physique ( MIP )
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Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -AGROCAMPUS OUEST-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université de Rennes 2 ( UR2 )
Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Source :
Journal of Computational Physics, Journal of Computational Physics, Elsevier, 2007, 221 (1), pp.226-249. ⟨10.1016/j.jcp.2006.06.027⟩, Journal of Computational Physics, 2007, 221 (1), pp.226-249. ⟨10.1016/j.jcp.2006.06.027⟩, Journal of Computational Physics, Elsevier, 2007, 221 (1), pp.226-249. 〈10.1016/j.jcp.2006.06.027〉
Publication Year :
2007
Publisher :
HAL CCSD, 2007.

Abstract

International audience; We present an entropic Quantum Drift Diffusion model (eQDD) and show how it can be derived on a bounded domain as the diffusive approximation of the Quantum Liouville equation with a quantum BGK operator. Some links between this model and other existing models are exhibited, especially with the Density Gradient (DG) model and the Schrödinger-Poisson Drift Diffusion model (SPDD). Then a finite difference scheme is proposed to discretize the eQDD model coupled to the Poisson equation and we show how this scheme can be slightly modified to discretize the other models. Numerical results show that the properties listed for the eQDD model are checked, as well as the model captures important features concerning the modeling of a resonant tunneling diode. To finish, some comparisons between the models stated above are realized.

Details

Language :
English
ISSN :
00219991 and 10902716
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Computational Physics, Journal of Computational Physics, Elsevier, 2007, 221 (1), pp.226-249. ⟨10.1016/j.jcp.2006.06.027⟩, Journal of Computational Physics, 2007, 221 (1), pp.226-249. ⟨10.1016/j.jcp.2006.06.027⟩, Journal of Computational Physics, Elsevier, 2007, 221 (1), pp.226-249. 〈10.1016/j.jcp.2006.06.027〉
Accession number :
edsair.doi.dedup.....bf93ba0d925b24f12c7c41ed5116cb63
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.jcp.2006.06.027⟩