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自从K.Blφtekj(?)r在文献[19]中介绍了半导体流体动力学模型以来,半导体流体动力学模型得到越来越多的研究和重视,特别是在热电子效应模型中的应用,更是推动了半导体流体动力学模型的研究.关于半导体流体动力学模型在物理和工程方面的应用以及如何从能量传递方程推导出该方程,读者可参阅文献[20-26].
本文进一步研究半导体流体动力学模型.第一部分研究瞬态单极半导体流体动力学模型
其中n=n(t,x)>0表示电子密度函数,j=j(t,x)表示电流密度函数,Φ表示静电势,P=P(n)为关于n的压力密度函数,C(x)表示掺杂浓度.对时间作尺度变换t=Τas,假设λ2=Τ1+a记
则(1)式变为
在C(x)≠0的情况下,文献[4,11]对方程(2)研究得到结果:当Τ一0时,上述方程解的极限满足方程
而本文研究当掺杂浓度为零时,上述瞬态单极半导体流体动力学模型解的极限模型.
同样研究瞬态双极半导体流体动力学模型(对时间作尺度变换后)的解的极限模型.其中nτ(s,x)表示尺度变换后电子密度函数,ρτ(s,x)表示尺度变换后空穴密度函数,Jτ(s,x)表示尺度变换后电子电流密度函数,Gτ(s,x)表示尺度变换后空穴电流密度函数,P=P(nτ),Q=Q(ρτ)为关于nτ,ρτ的压力密度函数.
论文第二部分首先研究带有粘滞系数稳态半导体流体动力学模型
在周期边值条件:和边值条件:下,解的存在性(其中v表示粘滞系数).
最后,我们证明了当v一0时,上述模型解的极限满足带有周期边值条件的非粘滞稳态半导体流体动力学模型[9,12,21,27]和周期边值条件
因此我们同时得到了非粘滞稳态半导体流体动力学模型解的存在性.