Quantenmechanischer Transport

Mit fortschreitender Miniaturisierung kann das Verhalten von Bauelementen nicht mehr durch die klassische Physik beschrieben werden und eine quantenmechanische Modellierung wird notwendig. Nanoelektronik ist ein neu entstehendes Gebiet, das sich mit der Herstellung von Bauelementen beschäftigt, deren Funktionsprinzipien quantenmechanischer Natur sind.

Im Rahmen des NANOTCAD-Projektes wurde ein Löser für die Wigner-Gleichung basierend auf finiten Differenzen implementiert. Der Löser wurde zum anfänglichen Vergleichen und Testen eines Wigner-Lösers verwendet, der auf der Monte Carlo Methode beruht.

Als Alternative zur Wignermethode wurden mehrere Methoden, die direkt auf der Schrödingergleichung basieren, implementiert. Modelle, die es erlauben, Streuung in diese Modelle mit einzubeziehen, wurden entwickelt.

Im Falle von kohärentem Transport beschreiben die numerischen Methoden, die auf der Schrödingergleichung basieren, und die Wignermethode exakt dasselbe physikalische Modell. Wir zeigen jedoch, dass die numerische Implementierung beider Methoden signifikant unterschiedlich Ergebnisse liefert und diskutieren die Diskrepanz.