Параллельная реализация стохастической клеточно-автоматной модели рекомбинации электронов и дырок в 2D и 3D неоднородных полупроводниках
Автор: Сабельфельд Карл Карлович, Киреева Анастасия Евгеньевна
Рубрика: Суперкомпьютерное моделирование
Статья в выпуске: 1 т.6, 2017 года.
Бесплатный доступ
В работе представлены стохастические клеточно-автоматные модели рекомбинации электронов и дырок в неоднородном полупроводнике для двумерного и трехмерного случаев. С помощью разработанных клеточно-автоматных моделей рекомбинации исследовано пространственно-временное распределение частиц, обнаружено и исследовано формирование макрокластеров электронов и дырок. В связи стем, что интегральные характеристики процесса рекомбинации вычисляются с помощью осреднения по большому ансамблю начальных данных, для сокращения времени вычислений разработаны параллельные программы, реализующие клеточно-автоматные модели рекомбинации в двумерном и трехмерном случаях. Параллельная реализация программ позволила вычислить за приемлемое время интегральные характеристики процесса: плотности частиц и интенсивность фотолюминесценции, для большого числа различных начальных условий, а также изучить кинетику процесса рекомбинации при наличии центров рекомбинации и диффузии частиц в двумерном и трехмерном случаях.
Рекомбинация электронов и дырок, полупроводник, фотолюминесценция, стохастический клеточный автомат, параллельная реализация
Короткий адрес: https://sciup.org/147160616
IDR: 147160616 | DOI: 10.14529/cmse170106
Список литературы Параллельная реализация стохастической клеточно-автоматной модели рекомбинации электронов и дырок в 2D и 3D неоднородных полупроводниках
- Туркин А. Нитрид галлия как один из перспективных материалов в современной оптоэлектронике//Компоненты и технологии. 2011. No 5. С. 6-10.
- Грузинцев А.Н., Редькин А.Н., Barthou C. Излучательная рекомбинация нанокристалловGaN при большой мощности оптического возбуждения//Физика и техника полупроводников. 2005. No 10. С. 1200-1203.
- Gorgis A., Flissikowski T., Brandt O., Cheze C., Geelhaar L., Riechert H., and Grahn H.T.Time-resolved photoluminescence spectroscopy of individual GaN nanowires//Physical review B. 2012. Vol. 86. 041302(R) DOI: 10.1103/physrevb.86.041302
- Hong G., Guoqiang R., Taofei Z., Feifei T., Yu X., Yumin Z., Mingyue W., Zhiqiang Z.,Demin C., Jianfeng W., Ke X. Study of optical properties of bulk GaN crystals grown by HVPE//Journal of Alloys and Compounds. 2016. Vol. 674. P. 218-222.
- Bulashevich K.A., Mymrin V.F., Karpov S.Y., Zhmakin I.A., Zhmakin A.I. Simulation ofvisible and ultra-violet group-III nitride light emitting diodes//Journal of Computational Physics. 2006, Vol. 213, Issue 1. P. 214-238 DOI: 10.1016/j.jcp.2005.08.011
- Massimo V.F., Steven E.L. Monte Carlo analysis of electron transport in small semiconductordevices including band-structure and space-charge effects//Physical Review B. 1988. Vol. 38, No 14. P. 9721-9745 DOI: 10.1103/physrevb.38.9721
- Kotomin E., Kuzovkov V. Modern Aspects of Diffusion-Controlled Reactions. Volume 34:Cooperative Phenomena in Bimolecular Processes (Comprehensive Chemical Kinetics)//Elsevier Science, 1996. 611 p DOI: 10.1016/s0069-8040(96)x8001-4
- Gillespie D.T. A diffusional bimolecular propensity function//Journal of Chemical Physics.2009. Vol. 131, Issue 16. P. 164109-1-164109-13 DOI: 10.1063/1.3253798
- Sabelfeld K.K., Brandt O., Kaganer V.M. Stochastic model for the fluctuation-limitedreaction-diffusion kinetics in inhomogeneous media based on the nonlinear Smoluchowski equations//J. Math. Chem. 2015. Vol. 53, Issue 2. P. 651-669 DOI: 10.1007/s10910-014-0446-6
- Kolodko A.A. and Sabelfeld K.K. Stochastic Lagrangian model for spatially inhomogeneousSmoluchowski equation governing coagulating and diffusing particles//Monte Carlo Methods and Applications. 2001. Vol. 7, No. 3-4. P. 223-228 DOI: 10.1515/mcma.2001.7.3-4.223
- Kolodko A., Sabelfeld K. and Wagner W. A stochastic method for solving Smoluchowski’scoagulation equation//Mathematics and Computers in Simulation. 1999. Vol. 49, No 1-2. P. 57-79 DOI: 10.1016/s0378-4754(99)00008-7
- Sabelfeld K.K., Levykin A.I., Kireeva A.E//Stochastic simulation of fluctuation-inducedreaction-diffusion kinetics governed by Smoluchowski equations, Monte Carlo Methods and Applications. 2015. Vol. 21, No 1. P. 33-48 DOI: 10.1515/mcma-2014-0012
- Toffoli T., Margolus N. Cellular Automata Machines: A New Environment for Modeling//USA: MIT Press, 1987. 259 p.
- Бандман О.Л. Клеточно-автоматные модели пространственной динамики//Системнаяинформатика. Методы и модели современного программирования. 2006. No 10. С. 59-113
- Bandman O.L. Mapping physical phenomena onto CA-models//AUTOMATA-2008. In:Adamatzky A., Alonso-Sanz R., Lawniczak A., Martinez G.J., Morita K., Worsch T. (eds.) Theory and Applications of Cellular Automata. Luniver Press, UK, 2008. P. 381-397
