FDTD 사용시 도핑농도와 퀀텀닷 디자인 질문드립니다.


#1

FDTD를 공부하고 있는 학생입니다.

InAs 퀀텀닷 재료에
N - Type은 Si ion으로
P - Typre은 Be ion으로
도핑하려고 하는데,
예제들을 찾아봐도 모르겠습니다.ㅠㅠ

또한 저는 InAs-paik를 썼는데
퀀텀닷 재료는 새롭게 만들어야하는 물질일지
질문드립니다.ㅠㅠ

알려주시면 감사하겠습니다.


#2

안녕하세요.

FDTD Solutions 내의 material 에는 doping 을 해주는 option 이 없습니다. Doping 의 적용과 그로 인한 전기적 특성을 분석하려면 DEVICECHARGE Solver 를 이용하여야 합니다.

만약, doping 으로 인한 material 의 refractive index 변화를 시뮬레이션에 반영하고자 한다면, doping level 에 따른 (n,k) 값을 해석적으로나 실험을 통해 구한 것을 바탕으로 sampled data 형태의 물질을 만들어 사용하면 됩니다. 하지만, 일반적으로 doping 자체만으로 인한 index 변화는 무시할 만큼 아주 작은 것으로 알고 있습니다.

한편, 전압을 가하여서 charge density 의 공간적 분포가 생기고, 이로 인한 carrier induced index change 를 알고자 하면, 우선 CHARGE solver 를 이용해 doping 을 설정해주고, 시뮬레이션을 통해 charge distribution 값을 구한 후 이것을 FDTD Solutions 로 불러와서 charge-to-index conversion 을 통해 refractive index 의 공간적 변화를 구할 수 있습니다.

https://kb.lumerical.com/en/index.html?ref_sim_obj_index_perturbation_material.html

FDTD Solutions 은 Maxwell 방정식을 풀어 전자기적 해석을 해주는 프로그램으로, material database 에서 취급하는 기본 물질도 대부분이 optical material 이며 semiconductor 물질은 다소 제한적입니다. 포함된semiconductor 물질도 그것의 optical 특성만을 다루게 됩니다. Material database 에 없는 물질은 Sampled data 나 기타의 방법으로 추가하여 사용하면 됩니다.

https://kb.lumerical.com/en/index.html?materials_permittivity_models.html