Моделирование поведения двухуровневой квантовой системы с использованием масштабируемых регулярных сеток

Автор: Панферов А.Д., Поснова Н.В., Ульянова А.А.

Журнал: Программные системы: теория и приложения @programmnye-sistemy

Рубрика: Математическое моделирование

Статья в выпуске: 2 (57) т.14, 2023 года.

Бесплатный доступ

Представлены результаты программной реализации покрытия двумерной области допустимых состояний моделируемой двухуровневой квантовой системы регулярными сетками различного масштаба. Метод был предложен и реализован применительно к задаче воспроизведения поведения графена во внешних электрических полях с использованинем квантового кинетического уравнения. Численное решение кинетического уравнения позволяет точно и полно воспроизводить поведение модели, однако проблемой является минимизация необходимых вычислительных ресурсов при обеспечении требуемого качества вычисления наблюдаемых параметров. Сложность задачи прямо пропорциональна количеству узлов сетки в двумерном пространстве состояний, в каждом из которых для воспроизведения эволюции заселенности верхнего энергетического уровня решается система обыкновенных дифференциальных уравнений. Исследование особенностей поведения модели позволило разработать и реализовать экономичную процедуру построения рассчетной сетки, обеспечивающую локализацию области формирования возбуждённых состояний и точное воспроизведение наблюдаемых параметров процесса.

Еще

Численное моделирование, графен, функция распределения носителей заряда, оптимальный выбор расчетной сетки

Короткий адрес: https://sciup.org/143180579

IDR: 143180579   |   DOI: 10.25209/2079-3316-2023-14-2-27-47

Список литературы Моделирование поведения двухуровневой квантовой системы с использованием масштабируемых регулярных сеток

  • Novoselov K. S., Geim A.K., Morozov S.V., Jiang D., Katsnelson M. I., Grigorieva, I. V., Dubonos S. V., Firsov A. A. Two-dimensional gas of massless dirac fermions in graphene // Nature - 2005 - Vol. 438.- Pp. 197-200. 28
  • Castro Neto A. H., Guinea F., Peres N. M. R., Novoselov K. S„ Geim A. K. The eletronie properties of graphene // Rev. Mod. Phys.- 2009.- Vol. 81.- No. 1.- 109.
  • Glazov M. M., Ganichev S. D. High frequency electric field induced nonlinear effects in graphene jj Physics Reports.- 2014,- Vol. 535,- No. 3,- Pp. 101-138. 28
  • Bowlan P., Martinez-Moreno E., Reimann K., Elsaesser T., Woerner M. Ultrafast terahertz response of multilayer graphene in the nonperturbative regime // Phys. Rev. В.- 2014,- Vol. 89,- 041408. 28
  • Baudisch M., Marini A., Cox J. D., Zhu Т., Silva F., Teichmann S., Massicotte M., Koppens F., Levitov L. S., Garcia de Abajo F. J., Biegert J. Ultrafast nonlinear optical response of Dirac fermions in graphene // Nature Communications.- 2018.-Vol. 9,- 1018,- 6 Pp. 28
  • Zi-Yu Chen, Rui Gin Circularly polarized extreme ultraviolet high harmonic generation in graphene // Optics Express.- 2019.- Vol. 27.- No. 3.- Pp. 3761-3770. d 28
  • Wenwen Mao, Angel Rubio, Shunsuke A. Sato Terahertz-induced high-order harmonic generation and nonlinear charge transport in graphene // Phys. Rev. B.-2022,- Vol. 106,- 024313. 28
  • Soonyoung Cha, Minjeong Kim, Youngjae Kim, Shinyoung Choi, Sejong Kang, Hoon Kim, Sangho Yoon, Gunho Moon, Taeho Kim, Ye Won Lee, Gil Young Cho, Moon Jeong Park, Cheol-Joo Kim, Kim B. J., JaeDong Lee, Moon-Ho Jo, Jonghwan Kim Gate-tunable quantum pathways of high harmonic generation in graphene // Nature Communications.- 2022,- Vol. 13,- 6630,- 10 Pp. 28
  • Smolyansky S. A., Churochkin D. V., Dmitriev V. V., Panferov A. D., Kampfer B. Residual currents generated from vacuum by an electric field pulse in 2+1 dimensional QED models // EPJ Web of Conferences.- 2017,- Vol. 138,- 06004,5 Pp. 28
  • Panferov A. D., Smolyansky S. A., Blaschke D. B., N. Gevorgyan T. Comparing two different descriptions of the I-V characteristic of graphene: theory and experiment // EPJ Web of Conferences.- 2019,- Vol. 204,- 06008,- 6 Pp. I
  • Smolyansky S. A., Panferov A. D., Blaschke D. B., Gevorgyan N. T. Nonperturbative kinetic: description of electron-hole excitations in graphene in a time dependent electric field of arbitrary polarization // Particles.- 2019.- Vol. 2.- No. 2.-Pp. 208-230. 28 so
  • Панферов А. Д., Маханьков А. В., Трунов А. А. Использование адаптивной сетки на основе квадродерева для моделирования конечного состояния квантово-полевой системы при импульсном внешнем воздействии // Программные системы: теория и приложения.- 2020.- Т. 11.- № 1.- С. 79-92 .
  • Панферов А. Д., Новиков Н. А., Трунов А. А. Моделирование поведения графена во внешних электрических полях // Программные системы: теория и приложения.- 2021.- Т. 12.- С. 3. url 2в зз 36
Еще
Статья научная