MODELIRANJE

V zadnjih dveh letih se je področje nadzorovanega koherentnega gibanja elektronov v nanoskopskih sistemih razširilo za red velikosti. Taki primeri so na primer dinamika posameznih spinov v polprevodniških kvantnih pikah na časovni skali do mikrosekunde, elektronski interferometri na osnovi galijevega arzenida ali elektronski koherenten transport na mikrometrski skali v nanocevkah. Realizacija molekularne elektronike bo omogočila izredno kompaktna, nizko energijska in nizko cenovna elektronska vezja, kot tudi nove tehnologije tipal za tlak, pospeške in sevanja, hkrati s kemičnimi tipali, ki bodo zmožna zaznavanja in analize posameznih molekul.

Raziskave so usmerjene v razvoj novih metod za modeliranje zanesljivega napovedovanja in obvladovanja transporta električnega naboja in spina skozi posamezne molekule, kar bo omogočilo smotrno načrtovanje molekularno-elektronskih naprav. Takšne numerične metode bomo razvili predvsem za modeliranje lastnosti sklopljenih kvantnih pik s Coulombsko in elektronsko-fononsko sklopitvijo. Te metode bodo vodile do natančnih rešitev, ki so bile do sedaj nedosegljive. Na podlagi natančnih izračunov na podlagi prvih principov in temelječih na naših dosedanjih izkušnjah, bomo na nov način obravnavali korelacije v nano sistemih. Razširili bomo področje uporabe razpoložljivih teoretičnih orodij, na primer teorije funkcionalov spinske gostote (spin-DFT), ki smo jo razvili pred kratkim v zvezi z analizo lastnosti kvantnih točkovnih stikov.
Z uporabo metode, temelječe na prvih principih in na teoriji gostotnih funkcionalov (DFT), bomo simulirali nove materiale kot so kovinske in polprevodniške nanožice kot tudi kovinske nanožice sklopljene s stopnicami silicijevij in safirjevih substratov. Ti materiali predstavljajo osnovo za razvoj kvantnega računalništva in molekularnih tipal. Rezultat takih simulacij bodo zanesljive vrednosti energije elektronov v snovi, kar bo omogočilo določitev molekularne ali kristalne strukture teh novih materialov kot tudi napovedovanje različnih mehanskih ali električnih lastnosti.