Kvantemekanisk modellering af nanoelektronik

• Definere grundlæggende ballistisk transport
• Genkende og anvende Landauer-Buttiker formulering af kvantetransport (1D)
• Anvende enkelt partikel Greensfunktioner i tids og energi domænerne
• Beskrive kvantetransport ved hjælp af Landauer-Buttiker formlen og Greensfunktioner
• Forklare elektronstruktur af molekyler udfra LCAO teori (linear kombination af atomare orbitaler)
• Anvende numerisk matrix algebra til transportberegninger
• Forklare og udføre simple beregninger på resonant tunnelering
• Udvikling af computer program til beregning af kvantetransport i et atomistisk beskrevet nanosystem, f.eks. baseret på grafen eller andre 2D materialer.
• Brug af python til numeriske beregninger og grafer.

Dette er et anvendelsesorienteret kursus. Det omhandler simpel elektronstrukturteori af molekyler og faste stoffer og specielt (elektron eller fonon) transportteori for nanosystemer. I kurset udvikler og anvender du egne computerprogrammer i programsproget Mathematica eller lignende.

I den første halvdel introduceres de teoretiske metoder, som sætter dig i stand til at beregne elektrontransport v.h.a. Greens funktioner. Dette sker ved løsning af opgaver og anvendelse af Mathematica (forhåndskendskab er ikke nødvendigt). I anden halvdel anvendes metoderne på en konkret problemstilling i et projektforløb. Resultaterne og deres præsentation indgår i bedømmelsen.

Emnerne er tilknyttet aktuel forskning på DTU Fysik. De vil variere fra år til år. Typiske emner er: Elektronstruktur og transport i nanostrukturer baseret på grafen eller andre 2D materialer, molekylære kontakter, eller 1D nanorør.

10102/10104/26261, eller ækvivalente kurser. Især kendskab til basal kvantemekanik
(Schrödinger ligningen, bølgefunktioner) og lineær algebra.
Gerne kendskab til (men ikke strengt nødvendigt) basal faststoffysik.
Lidt erfaring med numeriske metoder, f.eks. Python/numpy, Matlab, Mathematica, Maple etc.

Gruppearbejde med anvendelse af computere i 3 uger, 8 timer pr. dag

Kurset udbydes både på dansk og engelsk