Аннотация:
Получены непрерывные аналитические выражения в удобной для вычислений форме, аппроксимирующие интегралы Ферми–Дирака порядков j=−1/2,1/2,1,3/2,2,5/2,3 и 7/2 с приемлемой точностью (1÷4)% в широком диапазоне вырождения. Для аппроксимации использовался подход на основе метода наименьших квадратов. Выдвигаемые требования к приближениям интегралов, диапазонам изменения порядка j и приведенного уровня Ферми η рассматриваются с точки зрения использования интегралов Ферми–Дирака для определения свойств металлов и полупроводников.
Образец цитирования:
О. Н. Королева, А. В. Мажукин, В. И. Мажукин, П. В. Бреславский, “Аналитическая аппроксимация интегралов Ферми–Дирака полуцелых и целых порядков”, Матем. моделирование, 28:11 (2016), 55–63; Math. Models Comput. Simul., 9:3 (2017), 383–389
Bahtiyar A. Mamedov, Duru Özgül, “Accurate analytical evaluation of the generalized logarithmic and double Fermi–Dirac and Bose–Einstein functions”, Contrib. Plasma Phys, 2024
Gulyamov G., Davlatov A.B., Juraev Kh.N., “Concentration, Thermodynamic Density of States, and Entropy of Electrons in Semiconductor Nanowires”, Low Temp. Phys., 48:2 (2022), 148–156
K. Vanlalawmpuia, Suman Kr Mitra, Brinda Bhowmick, “An analytical drain current model of Germanium source vertical tunnel field effect transistor”, Micro and Nanostructures, 165 (2022), 207197
Zh. Yan, G. Gou, J. Ren, F. Wu, Ya. Shen, H. Tian, Y. Yang, T.-L. Ren, “Ambipolar transport compact models for two-dimensional materials based field-effect transistors”, Tsinghua Sci. Technol., 26:5 (2021), 574–591
A. Ueda, Y. Zhang, N. Sano, H. Imamura, Y. Iwasa, “Ambipolar device simulation based on the drift-diffusion model in ion-gated transition metal dichalcogenide ransistors”, npj Comput. Mater., 6:1 (2020), 24
J. P. Selvaggi, J. A. Selvaggi, “The application of real convolution for analytically evaluating Fermi-Dirac-type and Bose–Einstein-type integrals”, J. Complex Anal., 2018, 5941485
A. AlQurashi, C. R. Selvakumar, “A new approximation of Fermi-Dirac integrals of order 1/2 for degenerate semiconductor devices”, Superlattices Microstruct., 118 (2018), 308–318
V. M. Chetverikov, “The spatial distribution of magnetization in a ferromagnetic semiconductor thin film”, Mosc. Univ. Phys. Bull., 73:6 (2018), 592–598
F. Lanzini, H. O. Di Rocco, “An implementation of the average atom model using the thermodynamic consistency condition: application to Ar”, Acta Phys. Pol. A, 134:6 (2018), 1126–1133
О. Н. Королева, А. В. Мажукин, “Теплофизические характеристики электронного газа кремния в области фазовых превращений”, Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша, 2018, 73–27 [O. N. Koroleva, A. V. Mazhukin, “Thermophysical characteristics of an electron gas of silicon in the region of phase transformations”, Keldysh Institute preprints, 2018, 73–27]
Н. Н. Калиткин, С. А. Колганов, “Вычисление функций Ферми–Дирака экспоненциально сходящимися квадратурами”, Матем. моделирование, 29:12 (2017), 134–146; N. N. Kalitkin, S. A. Kolganov, “Calculation of the Fermi–Dirac functions with exponentially convergent quadratures”, Math. Models Comput. Simul., 10:4 (2018), 472–482
O. N. Koroleva, A. V. Mazhukin, “Determination of thermal conductivity and heat capacity of silicon electron gas”, Math. Montisnigri, 40 (2017), 99–109
O. N. Koroleva, V. I. Mazhukin, A. V. Mazhukin, “Calculation of silicon band gap by means of Fermi-Dirac integrals”, Math. Montisnigri, 38 (2017), 49–62
O. N. Koroleva, A. V. Mazhukin, “Determination of transport properties of silicon electron gas”, Math. Montisnigri, 39 (2017), 57–66
A. V. Mazhukin, O. N. Koroleva, V. I. Mazhukin, A. V. Shapranov, “Continual and molecular dynamics approaches in determining thermal properties of silicon”, Third International Conference on Applications of Optics and Photonics, Proceedings of SPIE, 10453, ed. M. Costa, SPIE-Int. Soc. Optical Engineering, 2017, UNSP 104530Y
Mazhukin V.I., Koroleva O.N., Mazhukin A.V., Aleshchenko Yu.A., “Effect of Degenerate Carriers on Si Band Gap Narrowing”, Bull. Lebedev Phys. Inst., 44:7 (2017), 198–201