高功率微波的半导体器件效应多物理场分析快速算法研究

针对高功率微波半导体器件效应，本项目研究耦合电磁场方程、热传导方程和载流子方程构建多物理场方程，从时域进行多物理场计算得到半导体器件在高功率微波作用下的电磁场能量分布、温度变化和性能改变等效应数据。为克服由于微波场和温度变化在时间尺度上的巨大差异造成多物理场计算量巨大的难题，本项目研究时间尺度统一算法和电磁场修正算法等多物理场快速算法。前者通过数学变换来加快温度变化和载流子运动速率，缩短计算过程。后者用Born近似等算法修正电磁场分布，大量减少全波电磁场数值计算的次数；研究直接内存操作等并行计算新技术，实现高效率的多物理场并行计算；采用多物理场计算研究低噪声放大器或限幅器等半导体器件高功率微波效应机理，设计验证性高功率微波效应实验，检验多物理场计算的正确性。本项目研究将大幅度地提高多物理场计算效率，推动其在高功率微波半导体器件效应分析中的广泛应用。