Forschungsthemen

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Am Institut für Theoretische Elektrotechnik werden Programme zur Simulation von elektronischen Bauelementen entwickelt. Es können große Leistungstransistoren ebenso wie extrem kleine THz-Transistoren simuliert werden. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der semiklassischen Simulation auf der Basis der Boltzmann-Gleichung. Dieser Ansatz erlaubt eine Beschreibung des Ladungstransports auf der mikroskopischen Ebene der Halbleiterphysik unter Berücksichtigung der einzelnen Streuvorgänge und der Bandstrukturen, und es wird die Verteilungsfunktion der Teilchen im Phasenraum berechnet. Mit dem deterministischen Lösungsverfahren kann das Verhalten der Bauelemente (z. B. MOSFETs oder HBTs) im DC- und AC-Bereich sehr genau simuliert werden. Es können nicht nur die Ströme an den Klemmen sondern auch z. B. die Verteilung der hochenergetischen Elektronen innerhalb des Bauelements berechnet werden. Zur Lösung der Boltzmann-Gleichung werden neue Verfahren aus der numerischen Mathematik eingesetzt und entwickelt.

Das Institut ist weltweit führend auf dem Gebiet der deterministischen Lösungsverfahren für die Boltzmann-Gleichung und konnte als erstes deterministische Lösungen der Langevin-Boltzmann-Gleichung für Bauelemente berechnen.

Für die Lösung der komplexen Gleichungssysteme steht im Institut ein Cluster von Hochleistungscomputern zur Verfügung.