电磁学 博客文章
如何在 COMSOL Multiphysics® 中计算电容矩阵
COMSOL Multiphysics® 软件中的电容计算很简单。如果你只有两个导体，最简单的方法是：将一个导体设为接地，另一个设为终端，然后求解。此时，内置变量会给出电容值。但是如果你有两个以上的导体，比如触摸屏、传输线和电容式传感器，怎么办呢？
如何模拟粗糙表面的光学特性
我们开发了一个计算模型，用于计算粗糙表面的光学特性，如在高度和厚度上随机变化的电介质材料上的入射光。
使用薛定谔方程计算超晶格的带隙
在最新版本的 COMSOL® 软件中，您可以在半导体模块中使用新的薛定谔方程 接口进行建模。今天这篇博文，让我们来看一个简单的示例模型，这个模型使用了此接口来估计超晶格结构的电子和空穴基态能级。通过构建类似的模型，器件工程师能够计算给定周期结构的带隙并调整设计参数，直到达到所需的带隙值。 编者注：此博文于 2020 年 1 月 23 日更新，反映了软件最新的功能和信息。 超晶格结构的有效带隙 由于量子限制效应，超晶格结构的有效带隙比体阱材料中的有效带隙更宽——电子和空穴大多被限制在阱中，其基态能量从带边缘偏移。下面显示了一个示例，其中黑色和灰色线表示导带和价带边缘，蓝色和绿色曲线分别表示电子和空穴波函数被基态能量偏移。 超晶格带隙模型的汇总图。 COMSOL Multiphysics® 模型 这个模型简单明了，易于理解。使用了两个 薛定谔方程 接口：一个用于电子，另一个用于空穴。在每个接口下，两个 电子势能 节点用于设置方波形带边缘，同样，两个 有效质量 节点用于设置阱区和势垒区的有效质量。模型中只需要包含一个超晶格结构的晶胞，端点应用 周期性条件 边界条件。 COMSOL 模型开发器树结构。 在两个特征值研究中分别求解电子和空穴的基态能量。使用 数组 一维数据集将结果从一个晶胞扩展到三个晶胞 ，这也是 COMSOL Multiphysics® 软件的新增功能。 关于 薛定谔方程 接口 在物理场接口的设置面板中有一些参数值得注意。 薛定谔方程接口的设置面板。 特征值尺度 一个重要的参数是特征值尺度 λscale (单位: J)。这个参数用于特征值研究，将无单位的特征值相对于特征能量进行缩放。例如，默认值 1eV 允许特征值的数值以 eV 为单位呈现特征能量的值。因此，1.924 的特征值（如下面的屏幕截图所示）对应于 1.924eV 的特征能量。 特征值研究的设置。 如果将特征值比例设置为 1meV，那么相同的特征值将对应于 1.924 meV 的特征能量（来自不同模型的结果）。 能量 另一个参数是能量E（单位：J），用于稳态研究以指定稳态薛定谔方程的总能量。 薛定谔方程接口中的符号约定 时谐因子 在物理场接口中执行的单分量薛定谔方程如下： -\hbar^2 \nabla \cdot \left(\frac{\nabla \Psi(\mathbf {r},t)}{2\, m_{eff}(\mathbf{r})}\right) + V(\mathbf{r},t)\Psi(\mathbf{r},t) = -i \hbar \frac{\partial}{\partial t}\Psi(\mathbf{r},t) 请注意，方程右侧的能量算子采用了与大多数量子力学教科书采用的符号相反的约定。这是因为 COMSOL Multiphysics 对时谐解采用了exp(+iωt) 的工程惯例来约定 ，而不是 exp(–iωt) 的物理学约定。薛定谔方程 接口采用工程约定，因此 COMSOL® 系列产品中的符号约定保持一致。在这种不寻常的符号约定下，动量算子也获得了相反的符号——因为平面波现在是 exp(–ikx + iωt)，而不是 exp(+ikx – […]
使用基准模型获取惯性聚焦分析的可靠结果
惯性聚焦涉及粒子在通道中的迁移。这个基准模型分析了粒子在惯性聚焦过程中的行为，其结果是有效的、可靠的。
感应电动机结构完整性的仿真分析
两位著名科学家尼古拉·特斯拉和伽利略·法拉利于 19 世纪分别独立发明了交流感应电动机。不管真相如何，您都可以使用仿真来计算感应电动机的结构完整性。
捕获永磁电机设计中的涡流损耗
得益于出色的能源效率，永磁（PM）电机在交通领域应用越来越普遍。您可以借助“AC/DC 模块”来研究永磁电机设计的涡流损耗。
模型教程：使用 COMSOL 模拟硅太阳能电池的性能
在分析半导体器件时，考虑影响其性能的多种物理因素非常重要。半导体模块是 COMSOL Multiphysics 软件的附加产品，可以帮助我们对这些复杂的器件进行建模。在本篇博客文章中，我们介绍了一个新的一维（1D）硅太阳能电池的教程模型，该模型在 COMSOL 软件内置的案例库中可以找到，也可以在 COMSOL 官网的“案例下载”页面下载。
太阳能级硅微波熔炉生产工艺的仿真与优化
对于要被视为“太阳能等级”的硅，它必须具有 99.9999％ 的纯度。 因此，需要对用于生产太阳能级硅的微波炉进行优化来提高效率。