Simulation of electrical conduction in nanometer-scale systems

나노미터 크기 물체의 전기전도성(electrical conduction)에 대한 연구는 고체 물리학의 최신 연구 주제 중의 하나로서, 나노미터 크기 물체의 전기전도도 측정 실험이 1990년대 이후에 가능해짐에 따라, 현재 실험과 이론의 양측면에서 매우 활발히 진행되고 있다. 대표적인 연구 대상으로는 탄소나노튜브(carbon nanotubes) 등과 같은 나노미터 두께의 도선이 있으며, 2000년 이후에는 하나의 분자로 전자소자 특성을 구현하려는 분자 전자 소자(molecular electronic devices)의 개념도 활발히 시험되고 있다. 또한, 실리콘 및 실리콘 산화물에 기반한 전자소자 연구도 나노미터 크기의 양자구조를 시험하고 있다. 나노미터 크기 물체의 전기전도성은 전자(electrons)의 파동성에 의하여 결정되는 것으로서, 이에 대한 전산모사는 전자의 산란상태 파동함수(scattering-state wavefunctions)에 대한 양자역학적 계산법에 기반한다. 산란상태 파동함수는 수치계산적 고체물리학의 기존 연구 범위를 넘어서는 것이며, 이에 대한 전산모사 방법론들이 1990년대말부터 개발에 성공하고 있다. 본 콜로키움에서는 나노 구조물의 전기전도성에 대한 기초적인 개념을 소개하고 탄소나노튜브 및 분자전자소자 등과 관련된 중요 연구들에 대해 소개한다