采用有限元分析方法, 研究了一种n型压电半导体纳米线(氧化锌)的电热耦合性能, 分析了外部温度对氧化锌纳米线内部机械场、电场及电流场分布的影响, 并讨论了本构方程线性化对电学参数的影响。研究结果表明, 温度对氧化锌纳米线的电场、载流子浓度和电流密度影响很大, 采用线性本构和非线性本构求得的电场、电子浓度和电流密度最大相差分别为24%, 32%和68%, 基于非线性本构分析压电半导体的电学性能会引起很大误差。该研究结果可为压电半导体器件利用温度调控电场、电流提供理论依据。

基于多物理场有限元分析与理论计算相结合的方法, 采用Intellisuite软件完成了12μm×12μm微测辐射热计结构的设计与仿真, 具体工作包括: 单元结构二维版图及工艺流程设计和单元结构三维精确建模, 结合实际MEMS结构的材料参数, 进行了电学与热电耦合多物理场有限元仿真模拟分析。通过仿真优化获得探测单元的主要热电参数、响应时间和响应率, 分别为: 热导4.31×10-8W/K、热容2.69×10-10J/K、电压响应率（未经后端读出电路放大）7200V/W、热响应时间6.24ms。采用所提出的微桥设计仿真方法, 可显著提高器件设计效率和设计精度, 缩短研发周期, 可满足超大规模小像元非致冷红外焦平面探测器的设计要求。

微测辐射热计结构的电阻温度系数（TCR）及其电阻值对非致冷红外焦平面探测器的性能有极大影响。基于精确的微测辐射热计三维模型，采用热电偶合有限元方法，分析了其电学特性，针对所建立模型，加载0.5~10μA的直流偏置电流，得到各偏置下的温度及电势相应特性，并由此获取了不同温度下结构的电阻值，进而推导出一定温度内整个模型的TCR，从而为后端读出电路的设计提供参考。最后对实际制备的器件进行测试，验证了该方法的可靠性。

采用有限元法针对微测辐射热计的热电耦合敏感机理进行研究。建立微测辐射热计精确三维有限元模型,采用动态热电有限元方法对器件的热电特性进行了分析,得到了其热电耦合场下的温度响应特性,并获取其热容、有效热时间常数和有效热导值等热学参数；采用该方法在微测辐射热计的设计阶段中,即可初步预判器件性能并为器件制备提供可靠的参考。所设计结构经流片验证,性能良好,且满足60Hz帧频成像要求。