octave_packages/secs2d-0.0.8/Utilities/Uscaling.m

   1 function [odata,omesh] = Uscaling(imesh,idata);
   2
   3 % [odata,omesh] = Uscaling(imesh,idata);
   4
   5 % This file is part of
   6 %
   7 %            SECS2D - A 2-D Drift--Diffusion Semiconductor Device Simulator
   8 %         -------------------------------------------------------------------
   9 %            Copyright (C) 2004-2006  Carlo de Falco
  10 %
  11 %
  12 %
  13 %  SECS2D is free software; you can redistribute it and/or modify
  14 %  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  15 %  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  16 %  (at your option) any later version.
  17 %
  18 %  SECS2D is distributed in the hope that it will be useful,
  19 %  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  20 %  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  21 %  GNU General Public License for more details.
  22 %
  23 %  You should have received a copy of the GNU General Public License
  24 %  along with SECS2D; If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  25
  26 load (file_in_path(path,'constants.mat'));
  27
  28 omesh      = imesh;
  29 odata      = idata;
  30
  31 % scaling factors
  32 odata.xs   = max(abs([max(imesh.p(1,:))-min(imesh.p(1,:)),max(imesh.p(2,:))-min(imesh.p(2,:))]));
  33 odata.Vs   = Vth;
  34 odata.ns   = norm(idata.D,inf);
  35 odata.us   = un;
  36 odata.ts   = (odata.xs^2)/(odata.Vs*odata.us);
  37 odata.Ts   = T0;
  38 odata.kappas     = odata.Vs^2*q*odata.us*odata.ns/odata.Ts;
  39
  40 % adimensional constants
  41 odata.etan2 = hbar^2 / (2*mndos*odata.xs^2*q*odata.Vs);
  42
  43 % 3-valley masses
  44 odata.etanxx2 = hbar^2 / (2*mnl*odata.xs^2*q*odata.Vs);
  45 odata.etanxy2 = hbar^2 / (2*mnt*odata.xs^2*q*odata.Vs);
  46
  47 odata.etanyx2 = hbar^2 / (2*mnt*odata.xs^2*q*odata.Vs);
  48 odata.etanyy2 = hbar^2 / (2*mnl*odata.xs^2*q*odata.Vs);
  49
  50 odata.etanzx2 = hbar^2 / (2*mnt*odata.xs^2*q*odata.Vs);
  51 odata.etanzy2 = hbar^2 / (2*mnt*odata.xs^2*q*odata.Vs);
  52
  53
  54 odata.etap2 = hbar^2 / (2*mhdos*odata.xs^2*q*odata.Vs);
  55 odata.beta  = Vth/odata.Vs;
  56 odata.dn2   = hbar^2 / (4*rn*mndos*odata.xs^2*q*odata.Vs);
  57 odata.dp2   = hbar^2 / (4*rp*mhdos*odata.xs^2*q*odata.Vs);
  58 odata.l2    = (odata.Vs*esi) / (odata.ns*odata.xs^2*q);
  59 odata.l2ox  = (odata.Vs*esio2) / (odata.ns*odata.xs^2*q);
  60
  61 if (isfield(idata,'un'))
  62     odata.un    = idata.un/odata.us;
  63 else
  64     odata.un    = un/odata.us;
  65 end
  66
  67 if (isfield(idata,'up'))
  68     odata.up    = idata.up/odata.us;
  69 else
  70     odata.up    = up/odata.us;
  71 end
  72
  73 if (isfield(idata,'FDn'))
  74     odata.FDn    = idata.FDn/odata.Vs;
  75 end
  76 if (isfield(idata,'FDp'))
  77     odata.FDp    = idata.FDp/odata.Vs;
  78 end
  79
  80 if (isfield(idata,'tn'))
  81     odata.tn    = idata.tn/odata.ts;
  82 else
  83     odata.tn    = tn/odata.ts;
  84 end
  85 if (isfield(idata,'tp'))
  86     odata.tp    = idata.tp/odata.ts;
  87 else
  88     odata.tp   = tp/odata.ts;
  89 end
  90 if (isfield(idata,'twn'))
  91     odata.twn    = idata.twn/odata.ts;
  92 else
  93     odata.twn    = twn/odata.ts;
  94 end
  95 if (isfield(idata,'twp'))
  96     odata.twp    = idata.twp/odata.ts;
  97 else
  98     odata.twp    = twp/odata.ts;
  99 end
 100
 101 if (isfield(idata,'kappa'))
 102   odata.kappa = idata.kappa /odata.kappas;
 103 else
 104   odata.kappa = kappaSi/odata.kappas;
 105 end
 106
 107 odata.ni    = ni/odata.ns;
 108 if (isfield(idata,'n0'))
 109   odata.n0 = idata.n0 /odata.ns;
 110   odata.p0 = idata.p0 /odata.ns;
 111 else
 112   odata.n0 = ni /odata.ns;
 113   odata.p0 = ni /odata.ns;
 114 end
 115 odata.Nc    = Nc/odata.ns;
 116 odata.Nv    = Nv/odata.ns;
 117
 118 odata.ei    = Egap/(2*q*odata.Vs) - log(Nv/Nc)/2;
 119 odata.eip   = Egap/(2*q*odata.Vs) + log(Nv/Nc)/2;
 120 odata.Egap  = Eg0/(q*odata.Vs);
 121
 122 odata.wn2   = 6*sqrt(mndos*2*Kb*T0/(pi*hbar^2))/(ni*odata.xs^2);
 123
 124 odata.vsatn     = vsatn * odata.xs / (odata.us * odata.Vs);
 125 odata.vsatp     = vsatp * odata.xs / (odata.us * odata.Vs);
 126 odata.mubn      = mubn;
 127 odata.mubp      = mubp;
 128 odata.mudopparn = [ mudopparn(1:3)/odata.us;
 129 mudopparn(4:6)/odata.ns;
 130 mudopparn(7:8) ];
 131 odata.mudopparp = [ mudopparp(1:3)/odata.us;
 132 mudopparp(4:6)/odata.ns;
 133 mudopparp(7:8) ];
 134
 135 % 3-valley weights
 136 odata.wnx2   = 2*sqrt(mnt*2*Kb*odata.Ts/(pi*hbar^2))/(ni*odata.xs^2);
 137 odata.wny2   = odata.wnx2;
 138 odata.wnz2   = 2*sqrt(mnl*2*Kb*odata.Ts/(pi*hbar^2))/(ni*odata.xs^2);
 139
 140 % 3-valley weights
 141 odata.wnx2FD   = 2*sqrt(mnt*2*Kb*odata.Ts/(pi*hbar^2))/(odata.ns*odata.xs^2);
 142 odata.wny2FD   = odata.wnx2FD;
 143 odata.wnz2FD   = 2*sqrt(mnl*2*Kb*odata.Ts/(pi*hbar^2))/(odata.ns*odata.xs^2);
 144
 145 odata.mg    = Egap/(2*Kb*odata.Ts) - log(Nv/Nc)/2;
 146
 147
 148 % scaled quantities
 149 odata.D     = idata.D/odata.ns;
 150 odata.n     = idata.n/odata.ns;
 151 odata.p     = idata.p/odata.ns;
 152 odata.Fn    = idata.Fn/odata.Vs-log(ni/odata.ns);
 153 odata.Fp    = idata.Fp/odata.Vs+log(ni/odata.ns);
 154 odata.V     = idata.V/odata.Vs;
 155 if (isfield(idata,'G'))
 156     odata.G= idata.G/odata.Vs;
 157 end
 158 if (isfield(idata,'dt'))
 159     odata.dt= idata.dt/odata.ts;
 160 end
 161 if (isfield(idata,'Tl'))
 162     odata.Tl= idata.Tl/odata.Ts;
 163 end
 164 if (isfield(idata,'Tn'))
 165     odata.Tn= idata.Tn/odata.Ts;
 166 end
 167 if (isfield(idata,'Tp'))
 168     odata.Tp= idata.Tp/odata.Ts;
 169 end
 170
 171
 172 omesh.p     = imesh.p/odata.xs;
 173
 174