Grundläggande studier baserade på beräkningsfysik är en väsentlig del av många olika forskningsgrenar – från medicinteknik till mobil kommunikation. Javad Hashemi har studerat de elektroniska egenskaperna och konduktiviteten hos olika strukturer baserade på kolnanorör i sin doktorsavhandling för Aalto-universitetets institution för tillämpad fysik.
Javad Hashemis forskning är ett försök att överbrygga klyftan mellan experimentell och teoretisk fysik.
"Inom beräkningsfysik har vi två generella områden:metodutveckling och tillämpning, som simulerar faktiska system i nanoskala, mestadels med superdatorer. Mitt arbete är en kombination av båda, " beskriver Hashemi.
Hashemi har forskat i både densitetsfunktionella teorin och densitetsmatristeorin. Den första används för att beräkna de elektroniska egenskaperna hos ett fysiskt system baserat på dess elektroniska densitet.
"Densitetsfunktioner har många brister på grund av de approximationer vi använder för det. En densitetsmatris, å andra sidan, kan ge mer exakta resultat och gör att vi kan beräkna egenskaperna hos elektroniska system mer exakt."
"Studien av nanorörsstrukturer och grafen är ett mycket hett ämne inom nanoelektronik nuförtiden, och min beräkningsforskning kan ge förklaringar till fenomen som observerats i experiment."
Grunderna i böjbar och transparent nanoelektronik
När den tillämpas på "verkliga" enheter, Kolnanorör är aldrig kompletta och orörda:defekter och ofullkomligheter påverkar flödet av elektroner. Hashemis forskning strävar efter att förstå vad som är effekten av defekter på ledningsförmågan hos nanorör och hur man använder dessa egenskaper för att konstruera elektroniska enheter.
"Vi har studerat kolnanorör, som är cylindrar gjorda av ett enda atomlager av kol och försökte ta reda på hur den elektroniska strömmen förändras när den appliceras genom röret. Effekterna av defekterna och störningarna, till exempel främmande väteatomer, på den elektroniska transporten i rören måste vara känd."
Hashemi målar upp en potentiell applikation för kolnanorörsstrukturerna:mycket tunna, genomskinliga och böjbara elektroniska enheter, till exempel mobiltelefoner.
"Bra kandidater för flexibla elektroniska enheter är nätverk av kolnanorör:ett mattliknande nätverk där det finns många kolnanorör. Därför, vi behöver veta, hur strömmen går från ett nanorör till ett annat och ett annat."
"Detta är den komplicerade fysiken bakom flexibla elektroniska enheter. Även om grundläggande forskning som denna kan tyckas vara långt ifrån det verkliga livet nu, det är basen för alla moderna tekniska enheter, och det kommer att bidra till att skapa bättre enheter för enklare liv i framtiden."
