Développement de modèles physiques et numériques pour le transport quantique dans les nanocomposants

par Andrea Savio

Thèse de doctorat en Dispositifs de l'électronique intégrée

Sous la direction de Alain Poncet.

Soutenue en 2010

à Lyon, INSA .


  • Résumé

    Le développement de modèles quantiques est fondamental pour accompagner, à l'aide d'outils de simulation, la miniaturisation des dispositifs électroniques. Ces modèles permettent de mieux comprendre et analyser les phénomènes parasites qui affectent les dispositifs actuels, mais aussi de développer des dispositifs quantiques qui exploitent ces mêmes phénomènes de façon contrôlée. Ce travail est basé sur l'étude approfondie de l'un de ces modèles, à savoir l'équation de transport de Wigner. Cette équation est résolue ici sur des structures ID représentatives, à l'aide de schémas numériques déterministes, dans les espaces réel et réciproque. Les artefacts numériques qui apparaissent sont analysés en confrontant les solutions ainsi obtenues à celles qui peuvent être reconstruites à partir des fonctions d'onde calculées de l'équation de Schrödinger. Ce travail apporte ainsi des réponses aux questions, souvent éludées dans la littérature, relatives à la précision des résultats de simulation.

  • Titre traduit

    = Development of physical and numerical models describing quantum transport in nanodevices


  • Résumé

    As electronic devices are miniaturized ever further, simulation software needs to implement quantum transport models in order to remain accurate. As these models are applied to simulations, it becomes possible to characterize the quantum parasitic phenomena that affect current-generation devices, as well as to engineer new devices that can control and exploit these phenomena. This work is a thorough study of one of such models, namely the Wigner transport equation. Here, this equation is applied to ID structures and solved in the real and reciprocal spaces using a variety of numerical deterministic schemes. A number of numerical artifacts are th us observed. They are studied further by comparing the solution of the Wigner equation to a reference distribution function that is computed from the Schrödinger equation. This work thus investigates the accuracy of simulations based on the Wigner equation, which is a topic that is often eluded in the relevant literature.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (VI-156 p.)
  • Annexes : Références bibliogr. en fin de chapitre

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3665)
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