[发明专利]一种电压域振荡量子器件伏安特性的建模方法

摘要

本发明涉及一种电压域振荡量子器件伏安特性的建模方法。根据电压域振荡量子器件的电流疏运机理，对同类器件结构伏安特性的仿真测试曲线进行类比分析,进行曲线分解；对分解后的曲线分量建立数学模型。将分量数学模型进行叠加，得到初始完整伏安特性曲线模型，采用仿真拟合模型参数；将模型结果曲线与数值仿真测试曲线对比分析，根据存在误差的规律性优化拟合参数；采用误差消减方法得到精确的伏安特性模型结果。本发明解决了电压域振荡量子器件伏安特性难以直接解析求解及仿真测试曲线难以直接解析表述的问题。所得电压域振荡量子器件伏安特性精确模型为电压域电流振荡量子阱器件的伏安特性、器件结构与制造工艺设计奠定解析理论基础。

主权项

1.一种电压域振荡量子器件伏安特性的建模方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、根据电压域振荡量子器件的电流疏运机理，对同类器件结构伏安特性的仿真测试曲线进行类比分析，结合电流疏运机理与伏安特性曲线特征将伏安特性曲线分解为不同的特征分量：平衡电流分量和振荡电流分量；步骤二、对分解后的曲线分量分别建立数学模型,采用Matlab拟合模型参数；根据步骤一中伏安特性分解，对平衡电流分量和振荡电流分量分别建立数学模型；步骤三、将步骤二中对平衡电流分量建立数学模型与对振荡电流分量建立数学模型进行叠加，得到电压域振荡量子器件伏安特性的初始完整模型，并采用Matlab仿真逐步调整拟合模型参数；步骤四、将步骤三所得初始完整模型与步骤一所得伏安特性曲线仿真测试结果对比分析，根据存在误差的规律性进一步优化拟合参数；得到优化后的总电流模型结果曲线及峰值包络和谷值包络曲线模型结果与仿真测试结果曲线的对照图；步骤五、根据对步骤四中总电流模型结果曲线、步骤三所得初始完整模型与步骤一所得伏安特性曲线仿真测试结果的对比分析，采用误差消减方法进行必要的模型参数修正，使得模型结果与仿真测试结果相吻合，从而得到精确的电压域振荡量子器件伏安特性模型结果；步骤六、采用Matlab或者其他带有拟合分析功能的曲线绘图软件绘出步骤五中电压域振荡量子器件伏安特性模型各参数随偏置电压变化的规律曲线；根据各参数随偏置电压变化的规律曲线的分析建立该规律性的数学模型，并进行参数拟合，继续提高模型的精度；步骤七、当电压域振荡量子器件的某一材料结构参数改变，而其他材料结构参数保持不变时；采用与步骤一至步骤六相同的方法分别建立每一组参数条件下测试曲线的模型，并拟合出各个模型拟合参数与改变参数之间的函数关系，然后依层次代入高精度整体模型关系式，得到包含结构参数影响的器件伏安特性曲线的高精度完整数学模型。