Abstarct
nextnano is a simulation tool that aims at providing global insight into the basic physical properties of realistic three-dimensional mesoscopic semiconductor structures. It focuses on quantum mechanical properties such as the global electronic structure, optical properties, and the effects of electric and magnetic fields for virtually any geometry and combination of semiconducting materials. For the calculation of carrier dynamics, two models are currently implemented that provide results for the limiting cases of highly diffusive or purely ballistic quantum-mechanical transport. In this paper, we present an overview of nextnano's present and future capabilities and discuss some key concepts in the areas of code structure, numerical techniques, and electronic structure principles
چکیده
Nextnano (نکست نانو) يک وسيله شبيه سازي است که ديدي فراگير در خواص فيزيکي ساختارهاي نيمرساناي مزوسکوپيک سه بعدي ميدهد. Nextnano به خواص کوانتومي (مانند ساختارهاي الکتروني)، خواص اپتيکي، اثرات ميدانهاي الکتريکي و مغناطيسي براي هر هندسه، و ترکيبي از مواد نيمرسانا ميپردازد. براي محاسبه ديناميک حامل، دو مدل به کار ميرود که نتايجي براي موارد محدود کننده بسيار پخشي يا انتقال کوانتومي کاملا بالستيک به دست ميدهد. در اين تحقيق مروري بر قابليتهاي Nextnano خواهيم داشت و روي برخي مفاهيم کليدي در حوزه هاي ساختار برنامه، روشهاي عددي و اصول ساختار الکتروني بحث خواهيم کرد.
1-مقدمه
Nextnano يک بسته نرم افزاري بزرگ است که بسياري از خواص نانوساختارهاي نيمرسانا را با شکل ها و ترکيب هاي مختلف بررسي مي کند. پيش از اين (در سال 1990) نرم افزارهاي Kumar، Laux و Stern حل سه بعدي از معادله شرودينگر- پوآسون ارائه ميدادند و هم اکنون حل هاي يک بعدي و دوبعدي زيادي روي اينترنت بطور رايگان موجودند. علاوه بر اينها، ابزار شبيه سازي تجاري نيمرسانا (TCAD) نيز موجودند اما بر اساس انتقال نيمه کلاسيکي حامل در قطعات سيليکوني نوشته شده اند و اثرات کوانتومي را فقط به عنوان يک اختلال در نظر ميگيرند...