Introduzione
L’insaziabile necessit`a di risorse computazionali, di maggiore velocit`a dei dispositivi e di minore dissipazione di potenza, spinge la ricerca nel mondo delle tecnologie dei semiconduttori. I progressi tecnologici nel campo dei dispositivi a semiconduttore consentono oggi di indagare in modo pi`u appro- fondito e dettagliato alcuni fenomeni visibili solo su scala nanometrica.
Attualmente per`o, la letteratura `e priva di studi su quantum dot in silicio; e per questo motivo che ci siamo spinti in questo lavoro di tesi.
Oggi la spintronica `e presente con dispositivi come le MRAM (Magnetic Ram), oppure con le Giant Magnetic Resistence, utilizzate nelle testine di lettura degli hard disk.
La spintronica studia la possibilit`a di manipolare il grado di libert`a degli Spin dei singoli elettroni. In sostanza, studiamo i dispositivi a singolo elet- trone immersi nel campo magnetico. La nostra ricerca si basa sulla possibilit`a di sfruttare il Si come materiale per i dispositivi nano-spintronici.
Il primo capitolo ci introduce nel mondo dei dispositivi a singolo elet- trone. Diamo il dettaglio fisico dei due basilari dispositivi: il Single electron Box e il Single Electron Transistor.
Nel secondo capitolo ci attrezziamo degli strumenti fisico-matematici per affrontare lo studio dei SED sotto l’azione del campo magnetico. In partico-
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lare introduciamo lo Spin e l’effetto Zeeman.
Il terzo capitolo espone il modello fisico implementato dal nostro sim- ulatore. Studiamo in particolare la Current Spin Density Functional The- ory, attraverso la quale `e possibile risolvere iterativamente l’equazione di Schr¨odinger, e soprattutto studiamo i dispositivi nanometrici immersi in cam- po magnetico.
Il quarto capitolo discute il dettaglio circa il modo in cui il modello fisico esposto nel terzo capitolo possa essere implementato su un calcolatore.
Nel quinto capitolo presentiamo una semplice simulazione di un quantum dot di silicio dalle dimensioni 6x6x6 nm sotto l’azione del campo magnetico.
Nel sesto capitolo proponiamo un’interessante simulazioni di un MOS a canale ultracorto (lunghezza di canale pari a 16 nm) sotto l’azione del campo magnetico.
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