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Faraj, Ali. Méthodes asymptotiques et numériques pour le transport quantique résonant

Faraj, Ali (2008). Méthodes asymptotiques et numériques pour le transport quantique résonant.

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Résumé en francais

Nous proposons des méthodes numériques pour la simulation de diodes à effet tunel résonant. Pour résoudre le problème de Shrödinger-Poisson qui correspond, nous proposons une méthode de référence valide pour un maillage fin en fréquence autour des résonances. Le travail est motivé par l'écriture d'un algorithme permettant de retrouver les résultats de la méthode de référence en s'affranchissant de la contrainte de raffinement en fréquence qui rend les temps de calculs excessifs. Nous proposons une méthode consistant en la décomposition des fonctions d'onde en une partie non résonante et une partie résonante, la dernière nécessitant un calcul précis du mode résonant et de la valeur de la résonance. En régime stationnaire, la totalité de l'information résonante est captée sans avoir à raffiner le maillage en fréquence. La principale nouveauté a été d'adapter cette méthode en régime instationnaire. En vu d'obtenir des modèles réduits, on réalise l'étude asymptotique d'un système de Schrödinger-Poisson stationnaire considéré sur un domaine borné avec un potentiel extérieur décrivant un puits quantique. L'Hamiltonien du système est composé de contributions -- le puits du potentiel extérieur plus un terme non linéaire répulsif -- qui s'étendent sur des échelles de longueurs différentes dont le rapport est donné en fonction du paramètre semi-classique h destiné à tendre vers 0. Avec une fonction de distribution en énergie qui force les particules à rester dans le puits quantique, la limite h tend vers 0 dans le système non linéaire conduit à différents comportements asymptotiques dont l'analyse nécessite une renormalisation spectrale et dépendant de la dimension d'espace.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Ben Abdallah, Naoufel
Ecole doctorale:Mathématiques, informatique, télécommunications de Toulouse (MITT)
laboratoire/Unité de recherche :Institut de Mathématiques de Toulouse (IMT), UMR 5219
Mots-clés libres :Théorie spectrale - Limite semi-classique - Systèmes de Schrödinger-Poisson - Analyse numérique - Semi-conducteurs - Mécanique quantique - Equations aux dérivées partielles
Sujets :Mathématiques
Déposé le :23 Mar 2009 16:13