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龙图腾网获悉中国科学院长春光学精密机械与物理研究所申请的专利一种基于漂移-扩散模型的载流子浓度保正仿真计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121683402B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202610189775.0，技术领域涉及：G06F30/25；该发明授权一种基于漂移-扩散模型的载流子浓度保正仿真计算方法是由李昂;韩金波;冯博;刘作禹;牟宗皓;刘一兵;盛磊;娄洪伟设计研发完成，并于2026-02-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于漂移-扩散模型的载流子浓度保正仿真计算方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于漂移‑扩散模型的载流子浓度保正仿真计算方法，涉及光电子元器件仿真技术领域，解决现有技术中传统半导体器件仿真中高偏压、强电场条件下载流子浓度易出现非物理负值以及强烈数值震荡等技术问题。该方法包括以下步骤：确定描述半导体器件内部物理过程的漂移‑扩散物理模型方程组；对仿真区域进行网格剖分；建立电势Poisson方程的标准有限体积元双线性形式；建立电子连续性方程和空穴连续性方程的新迎风有限体积元法的双线性形式；使用牛顿迭代法求解耦合非线性代数方程组；执行电子和空穴浓度非负性修正。本发明的方法构建的格式能避免数值振荡，满足电流连续性，且收敛速度可以提升至二阶，同时能保证载流子浓度非负。

本发明授权一种基于漂移-扩散模型的载流子浓度保正仿真计算方法在权利要求书中公布了：1.一种基于漂移-扩散模型的载流子浓度保正仿真计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：确定描述半导体器件内部物理过程的漂移-扩散物理模型方程组； 步骤2：对仿真区域进行网格剖分； 步骤3：建立电势Poisson方程的标准有限体积元双线性形式； 步骤4：结合新迎风技术，建立电子连续性方程和空穴连续性方程的新迎风有限体积元法的双线性形式； 步骤5：使用牛顿迭代法求解耦合非线性代数方程组； 步骤6：执行电子和空穴浓度非负性修正； 步骤4具体为： 电子连续性方程和空穴连续性方程分别为： 其中，为电势，和分别为电子和空穴的浓度，和分别为电子和空穴的复合-产生项，表示梯度算子，和分别为电子和空穴的迁移率，和分别为电子和空穴的扩散系数； 电子连续性方程和空穴连续性方程扩散项的标准有限体积元双线性形式分别为： 其中，表示电子连续性方程扩散项的有限体积元法双线性形式，表示空穴连续性方程扩散项的有限体积元法双线性形式，表示电子浓度数值解的梯度，表示空穴浓度数值解的梯度，表示电子浓度的数值解，表示空穴浓度的数值解，表示对偶单元，表示对偶网格剖分，为对偶单元边界的外法向量，表示边界上的线面积分微元，为试探函数空间，为检验函数空间，为逻辑符号任意，为检验函数空间中的检验函数； 定义边界上的平均导数：假设两个相邻原始单元和的公共边为，则上任意点处的平均导数定义为： 其中，为电势梯度； 对于原始单元中，设为对偶单元和的公共边界线段，对于上的点，对应的参考平面上的坐标为，其中；进而定义相应于边界线段的上游点为： 其中，为对偶单元的单位外法向量，表示双线性变换在时的取值，表示双线性变换在时的取值，表示相邻对偶单元与的公共边界线段，表示对流速度向量； 基于上游点，对流项中电子浓度和空穴浓度的迎风逼近定义为： 其中，为电子浓度的迎风逼近，为空穴浓度的迎风逼近，表示上游点处的电子浓度值，表示上游点处的空穴浓度值，表示当前点到上游点的位置向量，即，表示平均导数算子； 则电子连续性方程和空穴连续性方程的对流项的双线性形式分别定义为： 表示电子连续性方程对流项的新迎风有限体积元法双线性形式，表示空穴连续性方程对流项的新迎风有限体积元法双线性形式，表示电子浓度数值解的迎风逼近，表示空穴浓度数值解的迎风逼近； 电子连续性方程和空穴连续性方程的右端源项的内积分别定义为： 其中，表示电子连续性方程的源项内积，表示空穴连续性方程的源项内积；表示方向的长度微元，表示方向的长度微元； 电子连续性方程的新迎风有限体积元法的双线性形式为：求，使得： 空穴连续性方程的新迎风有限体积元法的双线性形式为：求，使得： 。

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