Op eindige-differenties-in-het-tijdsdomein gebaseerde modelleringsalgoritmes voor transitiemetaal-dichalcogeniden (TMDCs) in nanoelektronische, spintronische, and valleitronische componenten

Tweedimensionale (2D) materialen, met grafeen als meest bekende voorbeeld, zijn van groot belang voor de ontwikkeling van nieuwe nanoelektronische componenten. Een andere klasse van 2D materialen zijn de transitiemetaal-dichalcogeniden (TMDCs). Deze vertonen gelijkaardige eigenschappen (zoals superieur elektronentransport), maar zijn toch verschillend van grafeen. Elektronisch gezien varieert hun gedrag van dat van een metaal tot dat van halfgeleiders. Ze vertonen ook sterke spin-orbit-koppeling and spin-vallei-koppeling, wat hen ideale kandidaten maakt voor de ontwikkeling van zogeheten spintronische and valleitronische componenten. De doelstelling van het project is de modellering van deze nieuwe 2D materialen, in vier stappen. Ten eerste gedragen de ladingsdragers in TMDCs zich als Dirac-partikels, wat er ons toe noopt nieuwe niet-uniforme en hogere-orde eindige-differenties-in-het-tijdsdomein (FDTD) schema’s voor de Dirac-vergelijking te ontwikkelen. Ten tweede worden hybride expliciete-impliciete FDTD schema’s voor de Maxwell vergelijkingen bestudeerd, gericht op de integratie van de nieuwe 2D materialen. Ten derde worden Maxwell-Dirac systemen aangepakt, waarbij de focus ligt op nauwkeurigheid en efficiëntie van de numerieke algoritmes. Ten vierde zullen de nieuwe FDTD-schema’s worden toegepast op TMDC-gebaseerde componenten, om zo het potentieel bij de ondersteuning van ontwerp van nanoelektronische, spintronische, en valleitronische circuits te duide