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.

Dette er et anvendelses orienteret kursus. Det omhandler simpel elektronstrukturteori af molekyler og faste stoffer, og specielt (elektron eller fonon) transport teori for nanosystemer. I kurset udvikler og anvender du egne computer programmer 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.

10102/10103/10104/26261/10303/10112, Kendskab til basal kvantemekanik (Schrödinger ligningen) 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