Advanced

Numerical simulations of quantum transport in semiconductor nanowires

Erlandsson, Oscar LU (2016) FYSK02 20152
Department of Physics
Mathematical Physics
Abstract
The study of electronic transport in chemically synthesized semiconductor nanowires is an active field of research, with potential applications in areas such as quantum computing and nanoelectronics. Motivated by recent experimental progress, we use a simple non-atomistic tight-binding model implemented in open-source software to simulate quantum electronic transport in such nanowires. Including various physical effects (such as those arising from finite temperature and a uniform magnetic field) we present a ‘‘toolset’’ for computing their scattering matrix in general and conductance in particular.
Popular Abstract (Swedish)
Samhället i stort drar nytta av teknologisk utveckling; kanske underlättar den vår vardag, gör att samhället kan spara resurser eller gör viktig utrustning snabbare och noggrannare. En av de moderna grenarna av teknologi kallas nanoteknologi och innefattar konstruktion och tillämpning av strukturer på nanometernivå, det vill säga mycket små saker. Till exempel är så kallade nanotrådar, som detta projekt behandlat, trådformade strukturer med en bredd på tiotals nanometer, eller hundratusendelar av en millimeter!

Nanotrådar har potential att bidra stort till den teknologiska utvecklingen; i framtiden skulle de kunna användas i solcellsteknik och elektronik i många delar av samhället. Det finns dock fortfarande mycket kvar att undersöka om... (More)
Samhället i stort drar nytta av teknologisk utveckling; kanske underlättar den vår vardag, gör att samhället kan spara resurser eller gör viktig utrustning snabbare och noggrannare. En av de moderna grenarna av teknologi kallas nanoteknologi och innefattar konstruktion och tillämpning av strukturer på nanometernivå, det vill säga mycket små saker. Till exempel är så kallade nanotrådar, som detta projekt behandlat, trådformade strukturer med en bredd på tiotals nanometer, eller hundratusendelar av en millimeter!

Nanotrådar har potential att bidra stort till den teknologiska utvecklingen; i framtiden skulle de kunna användas i solcellsteknik och elektronik i många delar av samhället. Det finns dock fortfarande mycket kvar att undersöka om nanotrådarna: Hur tillverkar man dem på bästa sätt? Vilka nanotrådar passar bäst till vad? Frågar av denna typ forskas fortfarande på världen över.

I många fall är det viktigt att känna till hur nanotrådarna leder ström, till exempel om man vill använda dem för att bygga ny och bättre elektronisk utrustning. Av den anledningen utförs många experiment på detta i laboratorier. Syftet med det här projektet har varit att använda datorsimuleringar för att beskriva flödet av elektricitet i nanotrådarna. Förenklade versioner av formler från fysiken har tagits fram, som kan användas av datorerna för att räkna ut hur nanotrådarnas ledningsförmåga ser ut. Hur väl nanotrådarna leder ström kan till exempel påverkas av vilken form de har, hur varma de är och om man placerat magneter nära dem. Med hjälp av simuleringarna i detta projekt kan man enkelt få ett svar på specifikt hur dessa saker påverkar ledningsförmågan!

Genom undersökningarna i detta projekt och fortsatt forskning, kan vi i framtiden hoppas att nå en tillräckligt bra förståelse för att använda nanotrådar enligt de många spännande förslag som finns, och på så sätt förbättra teknologin i samhället. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Erlandsson, Oscar LU
supervisor
organization
course
FYSK02 20152
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
language
English
id
8864817
date added to LUP
2016-03-22 16:34:29
date last changed
2016-03-22 16:34:29
@misc{8864817,
  abstract     = {The study of electronic transport in chemically synthesized semiconductor nanowires is an active field of research, with potential applications in areas such as quantum computing and nanoelectronics. Motivated by recent experimental progress, we use a simple non-atomistic tight-binding model implemented in open-source software to simulate quantum electronic transport in such nanowires. Including various physical effects (such as those arising from finite temperature and a uniform magnetic field) we present a ‘‘toolset’’ for computing their scattering matrix in general and conductance in particular.},
  author       = {Erlandsson, Oscar},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Numerical simulations of quantum transport in semiconductor nanowires},
  year         = {2016},
}