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Journal of Computational Electronics

Erschienen in:

14.12.2017

Quantum Monte Carlo simulation of dissipative transport using Bohmian trajectories

verfasst von: Abolfazl Abedi, Mohammad Javad Sharifi

Erschienen in: Journal of Computational Electronics | Ausgabe 1/2018

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Abstract

In this paper, a Monte Carlo method is proposed, which utilizes Bohmian trajectories to simulate dissipative transport in one-dimensional quantum devices. The proposed method, similar to the classical Monte Carlo method, is capable of simulating both elastic and inelastic scattering effects, with the distinction that quantum effects such as tunneling are also included. At first, the Bohmian trajectories for the wave packets injected from the right and the left contacts are obtained by solving the time-dependent Schrodinger equation, and then scattering effects are included via stochastic changes applied on the electron trajectories. We have shown that the results of the proposed model agree well with those of NEGF formalism.

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Lundstrom, M.: Fundamentals of Carrier Transport, 2nd edn. Cambridge University Press, Cambridge (2000)CrossRef

Tang, T., Wu, B.: Quantum correction for the Monte Carlo simulation via the effective conduction-band edge equation. Semicond. Sci. Technol. 19, 54–60 (2004). https://doi.org/10.1088/0268-1242/19/1/009 CrossRef

Shifren, L., Ringhofer, C., Ferry, D.K.: A Wigner function-based quantum ensemble Monte Carlo study of a resonant tunneling diode. IEEE Trans. Electron Devices 50, 769–773 (2003). https://doi.org/10.1109/TED.2003.809434 CrossRef

Ellinghaus, P., Weinbub, J., Nedjalkov, M., Selberherr, S., Dimov, I.: Distributed-memory parallelization of the Wigner Monte Carlo method using spatial domain decomposition. J. Comput. Electron. 14, 151–162 (2015). https://doi.org/10.1007/s10825-014-0635-3 CrossRef

Oriols, X., Martín, F., Suñé, J.: Approach to study the noise properties in nanoscale electronic devices. Appl. Phys. Lett. 79, 1703–1705 (2001). https://doi.org/10.1063/1.1402651 CrossRef

Albareda, G., Marian, D., Benali, A., Alarcón, A., Moises, S., Oriols, X.: Electron devices simulation with Bohmian trajectories. In: Triozon, F., Dollfus, P. (eds.) Simulation of Transport in Nanodevices, pp. 261–318. Wiley, Hoboken (2016)CrossRef

Dürr, D., Teufel, S.: Bohmian Mechanics: The Physics and Mathematics of Quantum Theory. Springer, Berlin (2009)MATH

Dürr, D., Goldstein, S., Zanghì, N.: Quantum equilibrium and the origin of absolute uncertainty. J. Stat. Phys 67, 843–907 (1992). https://doi.org/10.1007/BF01049004 MathSciNetCrossRefMATH

Oriols, X.: Quantum-trajectory approach to time-dependent transport in mesoscopic systems with electron–electron interactions. Phys. Rev. Lett. 98, 66803 (2007). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.066803 CrossRef

10.

Traversa, F.L., Buccafurri, E., Alarcón, A., Albareda, G., Clerc, R., Calmon, F., Poncet, A., Oriols, X.: Time-dependent many-particle simulation for resonant tunneling diodes? Interpretation of an analytical small-signal equivalent circuit. IEEE Trans. Electron Devices 58, 2104–2112 (2011). https://doi.org/10.1109/TED.2011.2138144 CrossRef

11.

Albareda, G., Marian, D., Benali, A., Yaro, S., Zanghì, N., Oriols, X.: Time-resolved electron transport with quantum trajectories. J. Comput. Electron. 12, 405–419 (2013). https://doi.org/10.1007/s10825-013-0484-5 CrossRef

12.

Albareda, G., López, H., Cartoixà, X., Suñé, J., Oriols, X.: Time-dependent boundary conditions with lead-sample Coulomb correlations? Application to classical and quantum nanoscale electron device simulators. Phys. Rev. B 82, 85301 (2010). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.085301 CrossRef

13.

Albareda, G., Suñé, J., Oriols, X.: Many-particle Hamiltonian for open systems with full Coulomb interaction: application to classical and quantum time-dependent simulations of nanoscale electron devices. Phys. Rev. B 79, 75315 (2009). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.79.075315 CrossRef

14.

Albareda, G., Traversa, F.L., Alarcon, A., Benali, A., Padro, A., Oriols, X.: BITLLES: an approach to quantum time-dependent electron transport at the nanoscale. In: 8th Spanish Conference on Electron Devices, IEEE, pp. 1–4 (2011)

15.

Oriols, X., García-García, J.J., Martín, F., Suñé, J., Mateos, J., González, T., Pardo, D., Vanbésien, O.: Towards the Monte Carlo simulation of resonant tunnelling diodes using time-dependent wavepackets and Bohm trajectories. Semicond. Sci. Technol. 14, 532–542 (1999). https://doi.org/10.1088/0268-1242/14/6/308

16.

Colomés, E., Zhan, Z., Marian, D., Oriols, X.: Quantum dissipation with conditional wave functions: application to the realistic simulation of nanoscale electron devices. Phys. Rev. B. 96, 75135 (2017). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.96.075135 CrossRef

17.

Datta, S.: Quantum Transport?: Atom to Transistor. Cambridge University Press, Cambridge (2005)CrossRefMATH

18.

De Broglie, L.: La mécanique ondulatoire et la structure atomique de la matière et du rayonnement. J. Phys. Radium. 8, 225–241 (1927)CrossRefMATH

19.

Bohm, D.: A suggested interpretation of the quantum theory in terms of “hidden” variables. I. Phys. Rev. 85, 166–179 (1952)MathSciNetCrossRefMATH

20.

Pourfath, M.: The Non-equilibrium Green’s Function Method for Nanoscale Device Simulation. Springer, Vienna (2014)

21.

Anantram, M.P., Lundstrom, M.S., Nikonov, D.E.: Modeling of nanoscale devices. Proc. IEEE. 96, 1511–1550 (2008). https://doi.org/10.1109/JPROC.2008.927355 CrossRef

Titel: Quantum Monte Carlo simulation of dissipative transport using Bohmian trajectories
verfasst von: Abolfazl Abedi
Mohammad Javad Sharifi
Publikationsdatum: 14.12.2017
Verlag: Springer US
Erschienen in: Journal of Computational Electronics / Ausgabe 1/2018
Print ISSN: 1569-8025
Elektronische ISSN: 1572-8137
DOI: https://doi.org/10.1007/s10825-017-1117-1

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