Услуга предоставляется отделением моделирования с использованием Программно-Вычислительного комплекса на основе применения Методики моделирования электронной структуры и свойств квантовых и одноэлектронных наноустройств с использованием разработаного оригинального комплекса универсальных прикладных программ, который адаптирован для многопроцессорных суперЭВМ.

Специалистами отделения моделирования обобщен опыт вычислительно-экспериментального выяснения внутренних свойств квантовых и одноэлектронных наноустройств, созданных в ИФП СО РАН и в ведущих зарубежных научных группах: разработана концепция интроскопии устройств.

С использованием всей первичной информации, собранной в процессе изготовления устройств и измерения их структурных, а также электрофизических характеристик, вычислительно восстанавливаются экспериментально невидимые картины удерживающего потенциала, геометрии электронных систем, а также квантовые и одноэлектронные явления, происходящие внутри устройств.


В ЦКП разработан оригинальный комплекс универсальных прикладных программ, который адаптирован для многопроцессорных суперЭВМ.

Идея иллюстрируется на примере кольцевого интерферометра, созданного локальным анодным окислением:
(a) - карта глубины окисления структуры GaAs/AlGaAs с двумерным электронным газом (ДЭГ), найденная по данным атомно-силовой микроскопии (видны несовершенства изготовления);
(б) - удерживающий потенциал в плоскости ДЭГ (заметна асимметрия);
(в) - плотность вероятности для электронов, падающих слева с указанной энергией E=3 мэВ при B=0 (видна интерференция);
(г)-вычисленная на суперЭВМ карта осцилляций кондактанса интерферометра c изменением E и магнитного поля B (виден интересный физический эффект — дрейф фазы и ветвление осцилляций Ааронова-Бома).

Услуга может применяться для целей выяснения влияния реальной геометрии мезоскопических наноструктур на электронный транспорт, например, может быть выполнено численное моделирование малого кольцевого интерферометра, изготовленного зондом атомного силового микроскопа.

Методика вычислений позволяет показать полную плотность вероятности, т.е. сумму по всем модам n широкого входного канала, позволяет рассмотреть случай нулевого магнитного поля и режим квантового эффекта Холла (B=4T), что позволяет наблюдать формирование краевых токовых состояний. Расчет волновых функций может быть выполнен на машине Zahir суперкомпьютерного центра IDRIS (France, http://www.idris.fr).

Результат решения для найденного потенциала представлен на рисунке справа. Соответствующее время для настольного компьютера равно 1800 часам.


Результаты работ опубликованы в следующих журналах: