Формирование и эволюция пространственно-временных структур в модельной нелинейной активной распределенной среде, содержащей носители заряда

• Автор: Сельский, Антон Олегович
• Шифр специальности: 01.04.03, 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение
1 Нелинейные зависимости скорости носителей заряда от напряженности электрического поля

1.1 Динамика отдельного электрона

1.2 Численное моделирование динамики отдельного электрона .

1.3 Зависимости скорости направленного движения носителей заряда от напряженности электрического ноля, характеризующиеся несколькими максимумами

1.4 Выводы по первой главе

2 Влияние нелинейных характеристик зависимости скорости носителей зарядов от напряженности электрического поля на динамику электронных структур

2.1 Моделирование динамики электронных структур

2.2 Влияние нелинейных характеристик зависимости скорости носителей зарядов от напряженности электрического поля на пространственно-временную динамику электронных структур
2.2.1 Исследование влияния нелинейных характеристик зависимости скорости носителей зарядов от напряженности электрического поля на характеристики тока
2.2.2 Динамика пространственно-временных структур для случая нелинейной характеристики зависимости скорости носителей заряда от напряженности электрического поля с несколькими максимумами
2.3 Динамика пространственно-временных структур при изме-
нении соотношения величин основного и дополнительных максимумов на зависимости скорости направленного движения носителей заряда от напряженности электрического поля

2.3.1 Характеристики тока при изменении соотношения величин основного и дополнительных максимумов на зависимости скорости направленного движения носителей заряда от напряженности электрического поля
2.3.2 Динамика пространственно-временных структур при изменении соотношения величии основного и дополнительных максимумов на зависимости скорости направленного движения носителей заряда от напряженности электрического поля
2.4 Выводы по второй главе
3 Динамика электронных структур для модифицированных
зависимостей скорости носителей заряда от напряженности
электрического поля
3.1 Модифицированные зависимости скорости носителей заряда от напряженности электрического поля
3.2 Расчет характеристик тока с модифицированными скоростями носителей заряда
3.3 Исследование пространственно-временной динамики электронных структур для модифицированных скоростей носителей заряда
3.4 Выводы по третьей главе
Заключение
Благодарности
Список литературы

Введение
Актуальность исследуемой проблемы
В настоящей работе изучена динамика электронных структур в пространственно-распределенной нелинейной активной среде, для которой характерна нелинейная зависимость скорости носителей заряда от напряженности электрического поля с одним или несколькими максимумами. Для исследования динамики электронных структур применялись уравнения непрерывности и Пуассона, широко использующиеся для описания различных явлений в радиофизике, физической электронике, физике плазмы, физике твердого тела, где пространственно-временная динамика электрического поля самосогласована с динамикой заряда [1-6]. Такие системы способны демонстрировать различные динамические режимы, включая образование структур и динамический хаос [5,7-9]. Формирование упомянутых выше электронных структур и управление ими является актуальной задачей для радиофизики и физической электроники в связи с многочисленными практическими приложениями, включая задачи СВЧ-электроники. В ряде работ [10-12] было показано, что сложные режимы динамики электронных структур возможно использовать в целом ряде приборов и устройств микроволновой электроники для генерации и управления высокочастотными колебаниями в терагерцевом диапазоне.

Используя систему уравнений, описанную в разделе 1.1, можно найти продольную составляющую скорости отдельного электрона (ее х-компоненту). Тогда, используя формулу (1.48), можно численно найти зависимости скоростей направленного движения электронов от напряженности электрического поля для различных значений параметров И и в.
Рисунок 1.3 для случая 0 = 0 показывает сравнение зависимостей скорости направленного движения носителей заряда от напряженности электрического поля, полученных аналитически, с результатами полученными в ходе численного расчета с помощью уравнений (1-48) и (1.40). Видно хорошее соответствие результатов численного моделирования с аналитическим соотношением (1.50).
Рис. 1.4: Зависимость скорости направленного движения электронов от безразмерного параметра г для различных значений угла наклона
На рисунке 1.4 показаны зависимости скорости V от параметра г, полученные численно для различных значений д при И = 8.9. Из рисунка видно, что для данного случая, помимо основного максимума (пика Эсаки-