comsol光电+FDTD+TCAD半导体器件

来源: 陈星旭/

互动派教育

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2023-11-08 16:32:29

2023-11-08

关于举办“COMSOL光电、FDTD光学器件超表面、TCAD半导体器件仿真技术与应用”

系列专题线上培训班的通知

培训背景：

COMSOL多物理场仿真软件以高效的计算性能和杰出的多场耦合分析能力实现了精确的数值仿真，已被广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，为工程界和科学界解决了复杂的多物理场建模问题。结合目前许多学生对实验开展的痛难点，将COMSOL仿真引入实验当中，通过软件的可视化处理有效直观的展示光电仿真的流程，与实验数据结合，使得文章内容具有说服力、预见性和新颖性。

FDTD Solutions是一款非常好用的微纳光学设计工具。用户可以在软件材料中模拟和设计光学器件，计算光学数据，支持空间滤波，场极化，磁场，周期性结构，半球功率积分等，提供时域有限差分分析函数，时域有限差分（FDTD）方法是求解复杂几何图形中麦克斯韦方程组的精确严格方法。作为直接的时空解决方案，它为用户提供了有关电磁和光子学中所有类型问题的独特见解。

Sentaurus TCAD是用于模拟半导体器件和工艺的工具之一，可以帮助工程师设计电路元件，优化半导体工艺和器件性能。主要功能包括：半导体器件建模（用于建立各种半导体器件的物理模型工艺模拟）、半导体器件的制造工艺模拟（以了解工艺参数如何影响器件性能）、电子结构计算、电热仿真、光学模拟、耦合分析等。

为解决大家在以上软件仿真学习过程中遇到的问题，特举办“COMSOL光电、FDTD光学器件超表面、TCAD半导体器件仿真技术与应用”系列专题线上培训班，本次培训主办方为北京软研国际信息技术研究院，承办方互动派（北京）教育科技有限公司，会议会务合作单位为北京中科四方生物科技有限公司，具体相关事宜通知如下：

专题一：COMSOL Multiphysics 多物理场耦合仿真技术与应用

2023年12月09日-12月10日在线直播（授课两天）

2023年12月16日-12月17日在线直播（授课两天）

专题二：FDTD Solutions（时域有限差分）仿真技术与应用

2023年12月09日-12月10日在线直播（授课两天）

2023年12月16日-12月17日在线直播（授课两天）

专题三：TCAD半导体器件建模仿真分析与应用

2023年12月22日-12月24日在线直播（授课三天）

三、培训大纲：

专题一：“COMSOL 多场耦合仿真技术与应用”光电专题培训大纲（三十六期）

案列应用实操教学：
案例一		光子晶体能带分析、能谱计算、光纤模态计算、微腔腔膜求解
案例二		类比凝聚态领域魔角石墨烯的moiré 光子晶体建模以及物理分析
案例三		传播表面等离激元和表面等离激元光栅等
案例四		超材料和超表面仿真设计，周期性超表面透射反射分析
案例五		光力、光扭矩、光镊力势场计算
案例六		波导模型（表面等离激元、石墨烯等）本征模式分析、各种类型波导传输效率求解
案例七		光-热耦合案例
案例八		天线模型
案例九		二维材料如石墨烯建模
案例十		基于微纳结构的电场增强生物探测
案例十一		散射体的散射,吸收和消光截面的计算
案例十二		拓扑光子学：拓扑边缘态和高阶拓扑角态应用仿真
案例十三		二硫化钼的拉曼散射
案例十四		磁化的等离子体、各向异性的液晶、手性介质的仿真
案例十五		光学系统的连续谱束缚态
案例十六		片上微纳结构拓扑优化设计(特殊情况下，利用二维系统来有效优化三维问题)
案例十七		形状优化反设计：利用形状优化设计波导带通滤波器
案例十八		非厄米光学系统的奇异点：包括PT对称波导结构和光子晶体板系统等
案例十九		微纳结构的非线性增强效应，以及共振模式的多极展开分析
案例二十		学员感兴趣的其他案例
	软件操作系统教学：
	COMSOL 软件入门		初识COMSOL仿真——以多个具体的案例建立COMSOL仿真框架，建立COMSOL仿真思路，熟悉软件的使用方法
			COMSOL软件基本操作参数，变量，探针等设置方法、几何建模基本函数设置方法，如插值函数、解析函数、分段函数等特殊函数的设置方法，如积分、求极值、求平均值等高效的网格划分
			前处理和后处理的技巧讲解特殊变量的定义，如散射截面，微腔模式体积等如何利用软件的绘图功能绘制不同类型的数据图和动画数据和动画导出不同类型求解器的使用场景和方法
COMSOL 软件进阶			COMSOL中RF、波动光学模块仿真基础 COMSOL中求解电磁场的步骤 RF、波动光学模块的应用领域
			RF、波动光学模块内置方程解析推导亥姆霍兹方程在COMSOL中的求解形式 RF方程弱形式解析，以及修改方法(模拟特殊本构关系的物质) 深入探索从模拟中获得的结果（如电磁场分布、功率损耗、传输和反射、阻抗和品质因子等）
			边界条件和域条件的使用方法完美磁导体和完美电导体的作用和使用场景阻抗边界条件、过度边界条件、散射边界条件、周期性边界条件的作用求解域条件：完美匹配层的理论基础和使用场景、 PML网格划分标准远场域和背景场域的使用端口使用场景和方法波束包络物理场的使用详解
			波源设置散射边界和端口边界的使用方法和技巧（波失方向和极化方向设置、S参数、反射率和透射率的计算和提取、高阶衍射通道反射投射效率的计算）频域计算、时域计算点源,如电偶极子和磁偶极子的使用方法背景场的作用及使用方法
			材料设置计算模拟中各向同性,各向异性,金属介电和非线性等材料的设置二维材料,如石墨烯、MoS2的设置特殊本构关系材料的计算模拟(需要修改内置的弱表达式)
			网格设置精确仿真电磁场所需的网格划分标准网格的优化案列教学
			COMSOL WITH MATLAB功能简介 COMSOL WITH MATLAB 进行复杂的物理场或者集合模型的建立(如超表面波前的衍射计算) COMSOL WITH MATLAB 进行复杂函数的设置(如石墨烯电导函数的设置和仿真) COMSOL WITH MATLAB 进行高级求解运算和后处理 COMSOL WITH MATLAB求解具有色散材料的能带

欢迎大家带着自己的模型及问题前来参加本次培训课程！

专题二：FDTD Solutions（时域有限差分）仿真技术与应用培训大纲

FDTD Solutions 求解物理问题的方法	FDTD与麦克斯韦方程 FDTD中的网格化
FDTD Solutions 功能与使用	主窗口——CAD人机交互界面计算机辅助设计（CAD）模拟编辑器: 主标题栏、工具条实体对象树实体对象库脚本提示与脚本编辑窗口
软件操作
几何结构	简单几何结构的添加通过脚本添加几何结构通过函数定义曲面
FDTD设置	计算空间的确定各种边界条件的设定以及应用范围 PML设定以及其适用条件 Auto shutoff min的设定
激励光源	各种预设光源的特点脚本添加各种光源以及设置导入外部光源
监视器的添加与使用	各类监视器的特点与应用脚本添加与设置监视器脚本获取监视器数据
优化与扫描	结构参数扫描的设置扫描结构的可视化后续数据处理
结构组与分析组(Object library)	结构组添加与设置（以Hexagonal lattice PC array为例）分析组的添加与设置（以Power absorbed为例）
材料添加与拟合	导入材料折射率（介电常数）材料拟合（拟合公差、虚部权重）
网格设置与结果分析	对比FDTD内置网格脚本实现结果的可视化与后期数据处理
仿真实例
金属薄膜中金纳米孔阵列透射与反射，并考虑其近场电磁分布
利用脚本进行电磁场及其光学响应的可视化
设置EOT型超表面结构，以及Structure library的使用
结构的参数化扫描与结果可视化
利用脚本计算峰值增强因子
多层平面结构激发Tamm等离激元诱导强光学吸收
金属小球Mie散射模型构建及脚本远场近场结果可视化
利用脚本计算热载流子产生空间分布
斜入射下光学传感器的光学响应及其边界条件的设置
利用S参数分析组并通过脚本实现金属纳米小球的吸收/散射消光与近场增强的计算
热电子光探测器的电磁场空间分布与FDTD材料折射率的导出（脚本计算不同金属层的吸收）
实例进阶
平面结热电子光探测器：激发光学Tamm 态： ----（根据发表在ACS Nano上的论文）
双微腔热电子光探测器：激发微腔共振： -----(根据发表在Nanoscale上的论文)
热电子光学传感器：表面波激发： -----（根据发表在ACS Nano上的论文）
金属-介质-金属光学微腔宽带吸收器： -----（根据发表在Photonics Research上的论文）
Pancharatnam-Berry型超构表面： -----（根据发表在Science上的论文）

专题三：“TCAD半导体器件建模仿真分析与应用”培训大纲

(一) 软件操作系统教学：
TCAD 软件入门			TCAD软件基本操作：软件的安装与配置半导体器件建模概述基于SDE的结构建模原理高效的网格划分
结构建模			二维MOSFET的建模与SWB基本原理及操作： SDE图形化命令，Scheme语法，结构搭建，布尔运算等掺杂，接触定义以及网格划分工程化计算——在SWB中操作SDE工具 SWB输出文件类别和常见问题
数值求解			半导体器件数值求解：器件仿真中的物理模型（简述） MOSFET静态特性求解/瞬态特性求解隧穿模型以及NLM计算隧穿电流碰撞电离与击穿特性仿真基于spice模型的简单电路仿真
			SVISUAL对数据的处理：数据的可视化与导出阈值电压，SS，开关比等参数的提取电场、电势等其他量的可视化及参数提取
			材料设置：模型参数修改与新材料建模二维材料,如MoS2等新型材料
			网格设置：精确仿真电磁场所需的网格划分标准网格的优化 Math设置以及求解过程优化
工艺仿真			工艺仿真原理工艺仿真基础操作工艺仿真中的网格设置版图绘制基础 Sprocess结构生成（沉积、刻蚀等）
	(二) 案列应用实操教学：
	案例一	PN结的数值计算
	案例二	传统硅基MOSFET的建模和求解
	案例三	MoS2 FET 建模和求解 2D材料fet仿真建模
	案例四	Ga2O3 FET 建模和求解
	案例五	隧穿晶体管的建模
	案例六	利用课程案例实现反相器，环振的搭建与构造
	案例七	基础的工艺仿真步骤操作

四、主讲介绍：

COMSOL专题：来自国家“双一流”建设高校、“211工程”“985工程”重点高校，预聘副教授。授课讲师有着丰富的COMSOL使用经验，以第一/通讯作者在《Nature Communications》、《 Physical Review Letters》、《Advanced Materials》等国际Top期刊发表论文数十篇。擅长领域：微纳光子学、拓扑光子学、非厄米光子学、光芯片、电磁超材料器件等。

FDTD Solutions专题：来自于国内“双一流”建设高校、“211工程”、“985工程”重点高校工作。多年致力于微纳光学的研究，有丰富的FDTD使用经验。在《Nano Energy》、《Nanoscale》、《Optics Express》等SCI收录的权威期刊上发表学术论文10余篇。擅长领域：表面等离激元光学、光学传感器、光子晶体、非线性光学等。

TCAD专题：来自国家“双一流”建设高校、“211工程”“985工程”重点高校，特聘研究员团队微纳电子器件物性研究及建模主要负责人。授课讲师有着丰富的Sentaurus TCAD使用经验，以第一/通讯作者在《Nature Communications》、《 Physical Review Letters》等国际Top期刊发表论文数十篇。擅长领域：微纳电子器件、微纳光电器件、新型非易失性存储器和存算一体新型计算架构设计等。

五、报名费用：（含报名费、培训费、资料费）

COMSOL专题（四天）：每人￥4300元

FDTD Solutions专题（四天）：每人￥4300元

TCAD专题（三天）：每人￥3500元

费用提供用于报销的正规机打发票及盖有公章的纸质通知文件；

北京中科四方生物科技有限公司作为本次会议会务合作单位，负责注册费用收取和开具发票。如需开具会议费的单位请联系招生老师索取会议邀请函；

六、增值服务：

1、凡报名学员将获得本次培训电子课件及上课涉及案例模型文件；

2、培训结束可获得本次所学专题课程全部无限次回放视频；

3、价格优惠：

优惠一：2023年11月17日前报名缴费可享受200元早鸟价优惠（仅限前十名）；