Enkeltfag 5 ECTS

Kvantemekanisk modellering af nanoelektronik

Overordnede kursusmål

I dag er det muligt at designe nye materialer og nanostrukturer med særlige egenskaber ved hjælp af computereksperimenter. Disse computereksperimenter er baseret på kvantemekaniske modeller. Formålet med dette kursus er at give dig et indblik i de bagvedliggende kvantemekaniske modeller og deres anvendelse med særligt fokus på elektrontransport i nanostrukturer.

See course description in English

Læringsmål

  • 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.

Kursusindhold

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.

Anbefalede forudsætninger

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.

Undervisningsform

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

Fakultet

Bemærkninger

Kurset udbydes både på dansk og engelsk

Se kurset i kursusbasen

Tilmelding

Sprog
Varighed

3 uger

Institut

Fysik

Sted

DTU Lyngby Campus

Kursus ID 10325
Kursustype Kandidat
Semesterstart Uge 1
Semester slut Uge 35
Dage Man-fre 8:00-17:00
Pris

7.500,00 kr.

Tilmelding