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Erschienen in: Optical and Quantum Electronics 6/2015

01.06.2015

On thermodynamic consistency of a Scharfetter–Gummel scheme based on a modified thermal voltage for drift-diffusion equations with diffusion enhancement

verfasst von: Thomas Koprucki, Nella Rotundo, Patricio Farrell, Duy Hai Doan, Jürgen Fuhrmann

Erschienen in: Optical and Quantum Electronics | Ausgabe 6/2015

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Abstract

Driven by applications like organic semiconductors there is an increased interest in numerical simulations based on drift-diffusion models with arbitrary statistical distribution functions. This requires numerical schemes that preserve qualitative properties of the solutions, such as positivity of densities, dissipativity and consistency with thermodynamic equilibrium. An extension of the Scharfetter–Gummel scheme guaranteeing consistency with thermodynamic equilibrium is studied. It is derived by replacing the thermal voltage with an averaged diffusion enhancement for which we provide a new explicit formula. This approach avoids solving the costly local nonlinear equations defining the current for generalized Scharfetter–Gummel schemes.

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Literatur
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Metadaten
Titel
On thermodynamic consistency of a Scharfetter–Gummel scheme based on a modified thermal voltage for drift-diffusion equations with diffusion enhancement
verfasst von
Thomas Koprucki
Nella Rotundo
Patricio Farrell
Duy Hai Doan
Jürgen Fuhrmann
Publikationsdatum
01.06.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Optical and Quantum Electronics / Ausgabe 6/2015
Print ISSN: 0306-8919
Elektronische ISSN: 1572-817X
DOI
https://doi.org/10.1007/s11082-014-0050-9

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