Монгол Улсын Их Сургууль
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Some features of creating GRID structure
for simulation of nanotransistors
Bolormaa Dalanbayar,
Batnyam Battulga
National Universiry of Mongolia
School of Information Technology
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Outline
i.
About SIT
ii.
Why parallel computation in SIT curricula?
iii.
Nanoelectronics development
iv.
Siesta and parallel processing in SIT
v.
Conclusion
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Introduction

Presented work – small GRID structure based
Unicore software technology

DFT simulation of a bulk silicon using Siesta
package
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
School of Information Technology

1967 – First Radio-Electronic Engineers

1990 – Electronics Department

2002 – School of Information Technology
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
School of Information Technology
Departments:

Electronics

Computer and Information Technology

Communication Technology
Research centers:

Research center of NLP

Research center of Mobile and Embedded technology

Animation studio
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Why parallel computation in SIT curricula?

Nano electronics in Electronics curricula :
2006
Fundamentals of
Nano electroncs
Elective course in
bachelor degree
2008
Specialization in
master degree
2011 first masters
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Why parallel computation in SIT curricula?

2010-2011
Matlab simulation (Landauer-Buttiker formalism,
SC Iteration, NEGF,…)

2011-2012
First ab-initio simulation in Siesta (Linear-scaling
DFT )
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Nanoelectronics development

Nanotransistor development:
- Experimental
- Computational

Nanotransistor modeling :
- physical process simulation (ab initio,…)
- characteristic simulation (NEGF approach,…)
- TCAD (Silvaco, Synopsis…)
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Simulation and Method

Solving the 3D Poisson equation for the
electrostatic potential

Solving the 2D, 1D Schrodinger equations

Solving the coupled or uncoupled
nonequilibrium Green function (NEGF)
transport equations for the electron charge
density.

Numerical simulation of ID
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Simulation and Method: Matlab

The computed log(ID) vs. VG transfer characteristics of a ballistic
SNWFET with a SiO2 insulator layer (k = 3:9 and 25)
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Simulation and Method: Matlab

The computed ID vs. VD common source characteristics of ballistic
SNWFET with a HfO2 insulator layer (k = 3:9 and 25)
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Nanoelectronics development
Many electron problem:

Quantum Chemistry (Hartree-Fock, CI…)

Quantum Monte Carlo

Perturbation theory (propagators)

Density Functional Theory (DFT)
Very efficient and general
BUT implementations are approximate and hard to
improve (no systematic improvement)
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Siesta and parallel processing in SIT

Nano transistor (device physics) – atomistic models
Gabriele Penazzi, PhD dissertation Rome, June 2010
.
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Siesta and parallel processing in SIT

Nano transistor (device physics) continuous models
Gabriele Penazzi, PhD dissertation Rome, June 2010
.
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Siesta and parallel processing in SIT

Atomistic models:
- Siesta
- GROMACS
- VASP
- CASDEP
- ABINIT …
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Siesta and parallel processing in SIT

Siesta Methods:
- Born-Oppenheimer (relaxations, mol.dynamics)
- DFT (LDA, GGA)
- Pseudopotentials (norm conserving,factorised)
- Numerical atomic orbitals as basis (finite range)
- Numerical evaluation of matrix elements (3Dgrid)
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Siesta and parallel processing in SIT

Pseudopotential of Si:
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Siesta and parallel processing in SIT

Carrier charge:
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Siesta and parallel processing in SIT

Bulk Si
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Siesta and parallel processing in SIT

Used UNICORE 6
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Conclusion

Double site configuration
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Conclusion
Performed calculations in double site UNICORE GRID
site:
-
Matlab code of NEGF
-
Feature selection Matlab code
-
DFT Siesta code
-
Band structure Siesta code
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Conclusion
Future plan:
-
Development of cluster
-
Testing of Torque
-
Repeating our calculations
-
Creation of education site map in UB
Мэдээллийн Технологийн
Сургууль
Thank you for attention
A@Q?