用于三维纳米电子器件输运的嵌套剖分求解器
计算物理
2017-02-20 v1
摘要
分层 Schur 补方法（HSC）及其扩展（HSC-extension）已显著加速了对二维纳米器件推迟格林函数（尤其是小于格林函数）的求解。本工作中，HSC 扩展被用于确定三维纳米器件上非平衡格林函数（NEGF）的解。分析了针对长方体器件的 HSC 扩展运算量。当立方体器件以 网格点离散时，最先进的递归格林函数（RGF）算法需要 次运算，而 HSC 扩展仅需 次运算。 %Realistic operation counts also depend on the system dimensions in -directions and the form of contact self-energy matrix. 还研究了具有实际意义的三维纳米器件的运算量与运行时间：石墨烯-氮化硼-石墨烯多层系统、硅纳米线以及 DNA 分子。数值实验表明，HSC 扩展的代价正比于一个线性系统（或一次 LU 分解）的求解，并且在模拟真实器件（例如具有 40,000 个原子的石墨烯-氮化硼-石墨烯多层系统）时，相对于 RGF 的运行时间加速超过三个数量级。
引用
@article{arxiv.1702.05167,
title = {Nested Dissection Solver for Transport in 3D Nano-Electronic Devices},
author = {Y. Zhao and U. Hetmaniuk and S. R. Patil and J. Qi and M. P. Anantram},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.05167},
year = {2017}
}