Разработка высокопроизводительных технологий моделирования электронных состояний в наномасштабных полупроводниках и квантовых устройствах на их основе

На основе первопринципного подхода (в рамках метода функционала плотности) получены структура и свойства электронных состояний в допированных нанокристаллах кремния и диоксида циркония как в «закрытых» - помещенных в диэлектрическую матрицу, так и «открытых» - контактирующих с металлическими электродами. Выполнены расчеты релаксации электронных возбуждений в ансамблях нанокристаллов и поиск механизмов «подавления» декогерентности. Изучены роль орбитального, междолинного и спинового расщепления электронных состояний в легированных нанокристаллах, роли многоэлектронных эффектов в процессах переноса возбуждений, перераспределения энергии между нанокристаллами во внешних полях. В решении использованы суперкомпьютерные технологии, позволяющие осуществить численные эксперименты с огромными массивами атомов (~1000). На основе развитой физической картины разработаны алгоритмы и создан специализированный программный комплекс, позволяющий осуществлять высокопроизводительные параллельные вычисления наноструктурированных полупроводниковых материалов, предназначенных для оптоэлектронных и квантовых информационных приложений.