异质结构的以单元为中心有限体积自洽方法：Si-SiO2 界面的一维电子气
介观与纳米尺度物理
2025-04-14 v4
摘要
在超低温（低于 ）下使用传统有效质量方法实现自洽收敛是一项具有挑战性的任务，其难点主要在于材料性质（如有效质量、电子亲和能、介电常数）的不连续性。在本文中，我们基于以单元为中心的有限体积离散化方法，对有效质量薛定谔方程的 Sturm-Liouville 形式及广义泊松方程（FV-SP）发展了一种新颖的自洽方法。我们将该方法应用于模拟通过顶栅在 Si-SiO 界面形成的一维电子气（1DEG）。我们发现从高温到极低温（低至 ）均具有优异的自洽收敛性。我们通过改变电化学势和累积顶栅电压等外部变量进一步检验了 FV-SP 方法的稳健性。我们的方法可考虑电子-电子相互作用。结果表明，FV-SP 方法是求解有效质量哈密顿量的有力工具。
引用
@article{arxiv.2112.15375,
title = {The cell-centered Finite-Volume self-consistent approach for heterostructures: 1D electron gas at the Si-SiO2 interface},
author = {Vahid Mosallanejad and Haiou Li and Gang Cao and Kuei-Lin Chiu and Wenjie Dou and Guo-ping Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.15375},
year = {2025}
}
备注
18 pages, 13 figures