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cst软件如何计算半导体的光电生成速率-和记娱乐怡情博娱188

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2023-10-07 | 7 次浏览 | 分享到:

先上公式:

 

 

其中p是入射的光功率,η是量子效率(quantum yield),也叫量子产率、量子产额,其实就是一个光子能产生多少电子(假设电子和空穴一样多,都是载子),h是普朗克常量6.62607004e-34 j/s,v是入射光频,hv乘积就是光子能量,被p一除就是每秒光子数量,再乘量子效益,就是每秒载子数。w,l和d是半导体的宽,高和长。所以g就是单位体积的载子产生速率(carrier generation rate)。

 

怎么在软件里面算这个值呢?公式里很多系数都需要手动添加定义,真正用到的仿出来的结果其实是p,就是我们给各光频激励,然后得到半导体的吸收功率。那是不是需要计算半导体结构的所有吸收功率和体积呢?其实不用那么复杂,利用power loss density/sar监视器就可以了,p/wld是功率密度,都算好了。所以方法就像计算人体的比吸收率一样,只是人体不是太阳能板,我们晒太阳之后不产电~~~

 

 


所以唯一需要设置的是材料密度,把公式里面剩下的量加进去,量子效率、频率、普朗克这三个,当然这个密度值已经不是材料实际密度了,是为了等效计算载子产生速率的修改值。而且和频率有关了,不同频率量子效率不同,我们就需要定义不同的密度值。

 

 

模型展示我们用自带案例,之前用这个案例写过光频传输线仿真:

仿真实例016:光频的传输线——反射率,透射率,吸收率仿真

 

 

 

中间材料是光导体硅材料,这次我们把密度改掉,这里假设我们研究的频率1.55um量子收益η为80%,然后thz量级e12也加上去,这里没加频率,等下我们在后处理里面加。

 

 

 

而四周的二氧化硅我们用小很多的量子效率,因为基本不导电:


 

 

然后监视器加个1.55um的功率损耗:

 


然后加个sar后处理,选计算点sar,定义激励功率,比如1mw,就是光信号的功率。


 


最后用后处理再加上频率和sar,频率单位也是thz,单位可改成1/m^3/s,就是单位体积单位时间内产生的电子数。

 

 


然后开始仿真就行了,这些后处理都是可以提前定义,然后仿真直接拿结果的,结果也是可以数据导出。

 

 

 

 

 

最后总结:

没啥好总结的...就是利用公式转换,半导体也能和sar扯上关系。

 

(内容、图片来源:cst仿真专家之路公众号,侵删)

 

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