nextnano

半導体ナノ構造デバイス設計用シミュレーションソフトウェア
 

Software for the simulation of electronic and optoelectronic semiconductor nanodevices


半導体エレクトロニクスデバイスは既にナノスケールに到達しています。

ナノスケールでは電子のトンネリングや離散的なエネルギー準位などの影響は顕著になるため、
新規デバイスの設計およびシミュレーションにおいて、量子力学的な振る舞いは無視できません。

また量子カスケードレーザ(QCL)をはじめとする先進的な光学デバイスは、そうした量子力学的な性質を
根本的な動作原理としているため、シミュレーションにSchrodinger方程式を組み込むことは不可欠です。

構造や材質を自在に組み合わせたデバイスの量子力学シミュレーションを行うため、
nextnano社のソフトウェアは生まれました。

最先端の理論的シミュレーション手法を用いることで、LED、レーザーダイオード、VCSEL、量子ドット、
ナノワイヤ、QCL、種々の電界効果トランジスタ(MOSFET・HEMT)、共鳴トンネルダイオード(RTD)、
赤外ディテクタ、太陽電池など多種多様で複雑なデバイスのシミュレーションを可能にしています。

カスタマーからの要望をもとに開発を繰り返し、これまで20年間で33を超える国の大学・研究機関・企業で
採用されてきた、信頼のソフトウェアです。

<特色>
・8バンドk.pモデルに基づく完全な量子力学計算
・II族(Zn, Cd, Hg)、V族(Al, Ga, In)、W族(Si, Ge, Sn)、V族(N, P, As, Sb)、Y族(O, S, Se, Te)材料の
 幅広い化合物(binary/ternary/quaternary)に対応したデータベース。
・zincblende型結晶構造だけでなく、光学デバイスにおいて重要なwurtzite型結晶構造を持つ
 窒素化合物(GaN, AlN, InN)および酸化物を網羅。
・1D、2D、3Dの様々なデバイス構造をnm単位でカスタマイズ。超格子構造(superlattice)も作成可能。
・[001], [011], [111], [211]....など任意の結晶方位に沿った結晶成長
・ヘテロ構造における格子定数や結晶方位の違いに起因するひずみを考慮。ピエゾ効果、焦電効果を
 取り入れたバンド計算
・物質パラメータの温度依存性も考慮
・キャリアドーピングの濃度や分布を自在にコントロール
・平衡状態、半古典論による電流計算、バリスティック量子輸送、非平衡量子輸送
・量子井戸中の固有状態、ポテンシャル障壁の透過係数といった教育的なシミュレーションも可能
・電圧バイアスおよび磁場を印加
・光吸収スペクトル
・電解質・半導体バイオセンサー(Poisson-Boltzmann方程式)
・これらのシミュレーションの下地となる、幅広いオンラインチュートリアルとライブラリを提供

最新版のリーフレットはこちらからご参照ください。




<4つのソフトウェア ラインナップ>
1) nextnanomat
シミュレーションを統括するGUIです。
・デバイスの構造や材料の編集
・nextnano++, nextnano3, nextnanoQCL, nextnano.MSBのシミュレーションを管理
・パラメータをスイープした複数シミュレーションを実行
・様々な物理量のシミュレーション結果を瞬時にグラフ化
・gnuplot形式や画像として出力

2) nextnano++
Schrodinger-Poisson方程式を解く、C++で書かれたソフトウェアです。
3) nextnano3
Schrodinger-Poisson方程式を解く、Fortranで書かれたソフトウェアです。

nextnano++とnextnano3は
・デバイスとポテンシャルの構造からバンド構造と電荷分布を決定するSchrodinger方程式
・与えられた電荷分布からポテンシャル構造を決定するPoisson方程式
の2つを自己無撞着に解くことにより、ナノデバイスの性質をシミュレーションします。
非平衡状態で生じる電流も、擬フェルミ準位の仮定の範囲で扱うことが可能です。

4) nextnano.QCL
Thomas Grange氏により作成された、量子カスケードレーザ (QCL)用のコードです。
ヘテロ構造中の電子のダイナミクスを非平衡グリーン関数法(NEGF) に基づいて計算し、
I-V曲線や光学スペクトルを出力します。
フォノン、surface roughness、電子電子相互作用などに起因する様々な散乱過程を
取り込んで計算を行います。

※オンラインチュートリアルその他詳細はメーカーHPwww.nextnano.comをご覧ください。
※カスタマーサポート(日本語も可): support [at] nextnano.com

















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