Эта статья обзора предоставляет универсальный магазин для понимания состояния науки и подчеркивает предстоящие вычислительные проблемы, такие как моделирование больших количеств атомов и явлений, которые пересекают весы, такие как взаимодействия в уровне атомов, которые влияют на намного более крупные области.Ученые рассмотрели электронные вычисления структуры управляемых светом процессов в полупроводниковых наноструктурах и органическом. Они также рассмотрели, как эти вычисления содействовали нашему пониманию оптических свойств и динамике возбуждения наноструктур. В обзоре эти наноструктуры колеблются от нанокристаллов, назвал квантовые точки с нулевой размерностью к нанотрубкам и изолировал цепи полимера органических полупроводников, которые являются квазиодномерными материалами.
Размер, форма и топология этих наноструктур управляют их свойствами.Размерность определяет «квантовое заключение» в этих наноструктурах и затрагивает электронную структуру и «фотофизику». Например, размер квантовой точки определяет заключение электронного возбуждения, т.е., электронная ширина запрещенной зоны сильно зависит от размера квантовой точки.
Кроме того, факторы в пределах от поверхностной химии к структурному беспорядку затрагивают электронные свойства, а также легкий сбор урожая и транспорт перевозчика в конверсионных устройствах солнечной энергии. Ученые подчеркнули, как теория, моделирование и моделирование могут дополнить эксперименты, чтобы полностью понять и эксплуатировать электронные и структурные свойства.
Тем не менее, авторы определили проблемы в пределах от в вычислительном отношении неуправляемого количества атомов в крупномасштабных наноструктурах к сложности и многомасштабной природе важных оптических явлений, которые должны быть преодолены.Эта работа была поддержана американским Офисом Министерства энергетики (DOE) Науки (Офис Базовых энергетических Наук) (квантовые точки) и Центр Интегрированных Нанотехнологий, Офис САМКИ Научного Пользовательского Средства; Национальная лаборатория Лос-Аламоса (Лабораторное Целенаправленное исследование и развитие); Национальный научный фонд (functionalized единственные окруженные стеной нанотрубки); и Научное сотрудничество Альфреда П. Слоана (работа полимера).