Kvantový transport v nanoskopických systémech
| Název práce v češtině: | Kvantový transport v nanoskopických systémech |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Quantum transport in nanoscopic systems |
| Klíčová slova: | kvantový transport|počítačové simulace|molekulární elektronika|Kwant |
| Klíčová slova anglicky: | quantum transport|computer simulations|molecular electronics|Kwant |
| Akademický rok vypsání: | 2022/2023 |
| Typ práce: | bakalářská práce |
| Jazyk práce: | čeština |
| Ústav: | Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL) |
| Vedoucí / školitel: | Mgr. Vladislav Pokorný, Ph.D. |
| Řešitel: | skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 23.10.2022 |
| Datum zadání: | 13.04.2023 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 12.05.2023 |
| Datum a čas obhajoby: | 21.06.2023 09:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 11.05.2023 |
| Datum odevzdání tištěné podoby: | 11.05.2023 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 21.06.2023 |
| Oponenti: | Mgr. Štěpán Marek, Ph.D. |
| Zásady pro vypracování |
| Práce sestává z několika kroků:
- úvod do problematiky kvantového transportu v nanoskopických systémech - úvod do vědeckého počítání v Pythonu, knihovny NumPy, SciPy; Jupyter notebook - seznámení se s balíkem Kwant - výpočet transportních vlastností vybraných nanoskopických systémů - vizualizace a interpretace výsledků, porovnání s literaturou |
| Seznam odborné literatury |
| - C. W. Groth, M. Wimmer, A. R. Akhmerov, X. Waintal, Kwant: a software package for quantum transport, New J. Phys. 16, 063065 (2014). (arXiv:1309.2926)
- J. C. Cuevas, E. Scheer, Molecular Electronics: An Introduction to Theory and Experiment, World Scientific, (2010). (doi:10.1142/7434) |
| Předběžná náplň práce |
| Miniaturizace elektronických obvodů dosáhla úrovně kdy se použití jednotlivých atomů a molekul jako základních součástek pomalu stává realitou. Výsledkem je vznik interdisciplinárního oboru známého jako molekulární elektronika. Její náplní je studium transportu náboje v nanoskopických strukturách a použití počítačových simulací je její nevyhnutnou součástí. Jedním z oblíbených kódů určených na výpočet kvantového transportu v nanosystémech je balík Kwant (kwant-project.org) pro programovací jazyk Python.
V průběhu práce se student nenásilnou formou seznámí s teorií kvantového transportu a s pomocí balíku Kwant spočítá transportní vlastnosti (konduktanci) pro několik prototypiálních nanoskopických systémů. Naučí se také používat platformu Jupyter notebook na prezentaci výsledků a jako nástroj pro opakovatelný výzkum. Více informací: www.fzu.cz/~pokornyv/students.html nebo pokornyv@karlov.mff.cuni.cz |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| Miniaturization of electronic circuits reached the level where employing single atoms and molecules as efficient building blocks becomes reality. This effort lead to the emergence of a new interdisciplinary research field of molecular electronics, studying charge transport properties of nanoscopic systems. Computer simulations are now a necessary tool for study of these systems. One of efficient and popular codes for quantum transport calculations is the Python package Kwant (kwant-project.org).
During the work, student will familiarize with the basics of quantum transport theory and calculate transport properties (conductance) of selected nanoscopic setups. Furthermore, student will learn how to use Jupyter notebook as a platform for presenting results and as a tool for reproducible research. More info: www.fzu.cz/~pokornyv/students.html or pokornyv@karlov.mff.cuni.cz |