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基于高阶辛算法的纳米器件本征问题仿真
  • ISSN号:1007-5461
  • 期刊名称:《量子电子学报》
  • 时间:0
  • 分类:O431[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]合肥师范学院电子信息工程学院,安徽合肥230061
  • 相关基金:国家自然科学基金(61301062,51207041,61001033);安徽省自然科学基金面上项目(1208085MF92);安徽省优秀人才基金重点项目(2013SQRL065ZD);安徽省高等学校省级自然科学研究重点项目(KJ2014A206);高校省级优秀青年人才基金重点项目(2012SQRL162ZD)资助
中文摘要:

研究一种准确、有效的数值方法是现代纳米器件建模和优化的重要目标之一,而分析大多数纳米器件特性的起始点是确定器件的本征值和本征态。提出了一种新算法—高阶辛时域有限差分法(Symplectic finitedifference time-domain,SFDTD(3,4)),求解含时薛定谔方程。在时间上采用三阶辛积分,空间上采用四阶差分格式,建立了针对含时薛定谔方程数值求解的高阶辛时域有限差分算法。将高阶辛算法SFDTD(3,4)用于一维量子阱中盒中粒子和一维谐振子的仿真中,实验结果表明SFDTD(3,4)法比传统的时域有限差分算法以及高阶时域有限差分算法更加准确,适用于对纳米器件本征问题的长时间仿真。

英文摘要:

Numerical solutions of Schrodinger equation have become increasingly important because of the tremendous demands for the design and optimization of nanodevices where quantum effects are significant or dominate.Using the three-order symplectic integrators and fourth-order collocated spatial differences,a high-order symplectic finite-difference time-domain(SFDTD) scheme is proposed to solve the time-dependent Schrodinger equation.A detailed numerical study on 1 D quantum eigenvalue problems is carried out.Compared with FDTD(2,2) and FDTD(2,4),the simulation results of quantum wells and harmonic oscillators strongly confirm that the explicit SFDTD scheme is well suited for a long-term simulation.

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期刊信息
  • 《量子电子学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会基础光学专业委员会 中国科学院安徽光学精密机械研究所
  • 主编:龚知本
  • 地址:合肥1125号信箱
  • 邮编:230031
  • 邮箱:lk@aiofm.ac.cn
  • 电话:0551-5591564
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-5461
  • 国内统一刊号:ISSN:34-1163/TN
  • 邮发代号:26-89
  • 获奖情况:
  • 1997年获“中国光学期刊”二等奖,1994年评比华东地区优秀期刊三等奖,1998年评为安徽省优秀科技期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:4844