Μεταφορά φορέων σε νανοηλεκτρονικές διατάξεις

Abstract

Το σύγγραμμα αυτό μπορεί να αποτελέσει το κύριο σύγγραμμα για μεταπτυχιακά μαθήματα που έχουν ως αντικείμενο τη Νανοηλεκτρονική. Το σύγγραμμα καλύπτει σφαιρικά και ολοκληρωμένα το επιστημονικό αντικείμενο της Νανοηλεκτρονικής μέσω της αναλυτικής παρουσίασης της σημαντικότερης διεργασίας στις νανοηλεκτρονικές διατάξεις, δηλαδή της μεταφοράς των φορέων του ηλεκτρικού ρεύματος σε αυτές. Στο σύγγραμμα παρουσιάζονται όλες οι σύγχρονες θεωρητικές και υπολογιστικές μέθοδοι για τον σχεδιασμό, την ανάλυση και την προσομοίωση των νανοηλεκτρονικών διατάξεων. Το σύγγραμμα είναι αυτοτελές και εμπεριέχει όλη την απαραίτητη ύλη της Κβαντικής Μηχανικής. Μεταξύ άλλων περιγράφεται και η πιο σύγχρονη και αποτελεσματική μέθοδος για τη μελέτη και ανάλυση των νανοηλεκτρονικών διατάξεων, δηλαδή ο συνδυασμός των Χαμιλτονιανών σφιχτού δεσμού με τις μη-ισορροπημένες συναρτήσεις Green. Στο σύγγραμμα εμπεριέχονται αναλυτικά παραδείγματα υπολογισμών των παραμέτρων λειτουργίας των νανοηλεκτρονικών διατάξεων. Παρουσιάζονται οι νανοηλεκτρονικές διατάξεις Γραφενίου καθώς και οι λογικές πύλες Γραφενίου, αυτοτελώς και ως παραδείγματα εφαρμογής των μεθόδων που περιγράφονται στο σύγγραμμα. Λογισμικό που αναπτύχθηκε για τον σχεδιασμό, την παραμετρική ανάλυση και την προσομοίωση νανοηλεκτρονικών διατάξεων παρέχεται σε μορφή πηγαίου κώδικα Matlab και είναι διαθέσιμο μέσω του ιστότοπου του Αποθετηρίου «ΚΑΛΛΙΠΟΣ» μαζί με αναλυτικές οδηγίες χρήσης. Είναι ανοικτό και ελεύθερο προς χρήση. Το λογισμικό αυτό χρησιμοποιήθηκε για ερευνητικό έργο που δημοσιεύτηκε σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά. Χρησιμοποιώντας το λογισμικό αυτό ο χρήστης θα μπορεί να αναπαράγει τα δημοσιευμένα αποτελέσματα και επίσης θα μπορεί να τροποποιεί και να αναπτύσσει το λογισμικό ώστε να το χρησιμοποιήσει για την δική του εκπαίδευση και έρευνα.

This book can be used as the main textbook for postgraduate courses in Nanoelectronics. It covers comprehensively the subject of Nanoelectronics through the detailed presentation of the most important process in nanoelectronic devices, i.e., the carrier transport in them. It also presents all the modern theoretical and computational methods for the design, analysis, and simulation of nanoelectronic devices. This book is self-contained and contains all the necessary material for Quantum Mechanics. Among others, the most modern and efficient method for the study and analysis of nanoelectronic devices is described, i.e., the combination of tight-binding Hamiltonians with non-equilibrium Green's functions. The book contains detailed computation examples of the nanoelectronic devices operating parameters. The Graphene nanoelectronic devices and the Graphene logic gates are presented as application examples of the methods described in the book. Software developed for the design, parametric analysis, and simulation of nanoelectronic devices is given in the form of Matlab source code, and is available through the website of "KALLIPOS" Repository along with detailed instructions for the user. The software is open and free to use. This software was used for research work published in international scientific journals. With this software, the user will be able to reproduce the published results and will also be able to modify and develop the software and use it for his training and research.