close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

ОБРАЗЕЦ экзаменационного билета по творческому;pdf

код для вставкиСкачать
Программа квантовомеханических расчётов
Aestimo для моделирования квантовых ям в
приборах наноэлектроники
Козил З. Ж.
Университет Жешув
Научно-образовательный центр микроэлектроники и
нанотехнологии
Жешув, Польша
Жешув
Poland is beautiful (a link to movie)
Жешув
190,000 жителей
+ 50,000 студентов
Uniwersytet Rzeszowski (2001)
Politechnika Rzeszowska
Wyższa Szkoła Prawa i Administracji
Замок Любомирских
Замок Любомирских
Научно-образовательный центр
микроэлектроники и нанотехнологии
(май 2013)
Материаловедение
Биотехнология
Студентские лаборатории
Атомно-силовая микроскопия
электронная микроскопия
Компьютерная лаборатория
Научные лаборатории
MBE
Лабораторные исследования проводимости при
низких и сверхнизких температурах в магнитных
полях
Другие направления и техники научных
исследований:
- Нано-биотехнология (оптические методы)
- Лаборатория низкотемпературной люминесценции
- Лаборатория нано-литографии
Как?
- курс польского языка – 2000 €
- ежегодная оплата – 2000 €
aestimo 1D
Решатель самосогласованных уравнений
Шредингера-Пуассона для моделирования
основных физических явлений
1-мерных (1D) полупроводниковых
гетероструктур
Написанная в Python, с дополнительной
функциональностью в C
Задача
Лазеры, светодиоды... и много
фундаментальной науки (топологические
изоляторы)
Nanouse, Synopsys, NEMO5, Quantum
Espresso, Kwant ...
История
= Aestimo началось как хобби профессора Sefer Bora Lisesivdin от
университета Гази, Анкара, Турция, в начале 2012 года. Тепер
сталось инструментом, который может быть использован в
учебной и научной работе.
=
Другие разработчики, программисты, авторы:
* Hamza Hebal, University of Djilali Lyabes Sidi Bel Abes, Algeria
* Robert Steed
* Beyza Sarikavak-Lisesivdin
* Zbigniew Koziol (http://www.linkedin.com)
= Главный сайт: http://aestimo.ndct.org/doku.php
= Список рассылки существует для разработчиков и
пользователей
Installation
www.python.org (choose 32 or 64 version)
Aestimo
Matplotlib + Numpy (Linux) or SciPy-stack (Windows)
Usage
python aestimo.py (on Linux terminal)
IDLE (on Windows)
Текущие возможности
Material and alloys: GaAs, AlAs , InAs, InP, AlP, GaP, AlGaAs, InGaAs, InGaP and
AlInP. It is easy to add new materials/alloys.
Band structure for gamma electrons and heavy, light and split-off holes,
Effective-mass method for electrons and 3×3 k.p method for holes,
Carrier concentrations for gamma electrons and heavy, light and split-off holes,
Exchange interaction
Electric field distribution, Electron wavefunctions, Non-parabolicity
Zinc blende and wurtzite structures with strain and the internal field due to
spontaneous and piezoelectric polarization effects
Intersubband transitions module. This code will calculate the transition strengths and
frequencies
Самосогласованные уравнения
Блок-схема, иллюстрирующая процесс самосогласованной итерации.
(Figure 3.35 in Harrison; Paul Harrison, Quantum Wells, Wires and Dots.
Theoretical and Computational Physics of Nanos-structures. WileyInterscience, 2005.
For solving Schrodinger equation, shooting method is used
.
Spin-orbit splitting of hole states
Non-parabolicity of electron bands
i
Exchange interaction
Электроны (дырки) являются Фермионами. Два из них не может занимать то же самое
состояние, когда их спины одинаковы. В то же время существует электростатическое
взаимодействие между ними, независимо расстояния медруг от друга, нжду неми. Можно
сказать, что их квантово-механическое состояние зависит от дополнительного потенциала,
который называется обменно-корреляционный потенциал, Vxc в Aestimo. Этой
дополнительный потенциал также нада включить в самосогласованной цикл итераций.
Другие физические модели могут быть легко включены.
The problem (?)
How to construct band alignement?
- band offset parameters to align energy gaps at heterostructure
junction (nextnano for instance) or the concept of affinity energy
(Synopsys, for instance)
-In principle, both methods are available, though one only is officially
implemented, band offset parameters
Пример записи параметров материала в
базе данных
materialproperty = {
'GaAs':{
'm_e':0.067,
'm_hh':0.45,
'm_lh':0.087,
'epsilonStatic':12.90,
'Eg':1.42,
'Band_offset':0.65,
'm_e_alpha':5.3782e18,
'GA1':6.8, # (dimensionless),
'GA2':1.9, # (dimensionless),
'GA3':2.73, # (dimensionless),
'C11':11.879, # 10^11 dyne/cm2
'C12':5.376, # 10^11 dyne/cm2
'a0':5.6533,
'Ac':-7.17,
'Av':1.16,
'B':-1.7,
'delta':0.34,
'electron_affinity':4.5 #(xyz)
},
'AlAs':{
Пример определения структуры прибора
material =[[ 20.0, 'AlGaAs', 0.3, 0, 'n'],
[10.0, 'GaAs', 0, 2e18, 'n'],
[20.0, 'AlGaAs', 0.3, 0, 'n']]
Смысл этого заключается в следующем. Наш прибор состоит из трех
областей (слоев). Первая область имеет ширину 20 нм, второйа 10 нм и
третия 20 нм. Первый и третий слой из AlGaAs а второй из GaAs. В
случае AlGaAs, мы предполагаем концентрацию Al х = 0,3. Только
второй слой легирован, с концентрацией 2 · 10 ^ 18 см-3 (тип n).
AlGaAs heterostructure, T=300K
Output results obtained for a single quantum well, doped, of AlGaAs. Figures show
charge distribution, electric field, final potential, and two first wave functions
AlGaAs heterostructure, T=300K
The first 2 localized wave functions (solid lines) and their corresponding energies
(broken lines) for a simple 2-QWs structure obtained
with sample-double-qw.py sample input file.
Пример гетероструктуры CdMgTe
1000 A barier CdMgTe, 34% Mg
350 A QW CdTe
200 A spacer CdMgTe, 34% Mg
20 A CdMgTe, 17 % Mg, unknown doping concentration
500 A barier CdMgTe, 34% Mg
8 A delta doping CdMgTe, 34% Mg, unknown doping concentration
100 A - CdMgTe, 34% Mg.
Barier height 330 meV.
CdMgTe, T=300K Schrodinger equations
CdMgTe, T=300K Schrodinger equations
CdMgTe, T=300K Schrodinger-Poisson equations
CdMgTe, T=300K Schrodinger-Poisson equations
Преимущества (некоторые)
- Выходные файлы данных находятся в простом ASCII (либо могут
быть обработаны непосредственно в Python или н.п. в Gnuplot)
- Один файл конфигурации
- Легко добавить новые соединения, а также изменять их
физические параметры (если известны)
- Легко добавить новые функции и физическиех модели (сам код
из нескольких десятков только Кб)
- Доступные примеры, список рассылки для обсуждений
- Доступно Руководство / Учебник (Z. Kozioł)
Недостатки (некоторые)
- It is in 1D only
- No transport included (neither drift-diffusion nor quantum tunneling),
- No magnetic field
- No strain/stress effects (but we are working on that)
- 3x3 k.p method for holes is known to be not accurate
- Not all possible heterostructerus/compounds can be modelled (type-I only)
-…
Improvements/additions?
NANOUSE
An e-mail discussion list for discussing software used in nanotechnology:
- how to use the software, commercial and open source
- sharing examples of programming
- discussing physical and engineering modelling problems
- connecting with other users and developers of:
Comsol Multiphysics
Synopsys Sentaurus TCAD
Nextnano
Nemo5
QuantumEspresso
DEVSIM
Archimedes
and more...
The main aim of the list is be to foster
contacts between people who are working
world-wide in this field.
Send an empty message to
[email protected]
to become list member.
Or write to Zbigniew Koziol [email protected]
Zbigniew Kozioł / Козил Збигнев
[email protected]
==>> PDF
Thank you for your attention
Спасибо за внимание
Dziękuję za uwagę
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа