GNU Archimedes
આર્કિમિડીઝ એ સબમાઇક્રોન અને મેસોસ્કોપિક સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોની રચના અને અનુકરણ કરવા માટે ઇજનેરો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતું ટીસીએડી પેકેજ છે. આર્કિમિડીઝ એ મફત સોફ્ટવેર છે અને આમ તેને જી. પી. એલ. હેઠળ નકલ, સંશોધિત અને પુનઃવિતરણ કરી શકાય છે. આર્કિમિડીઝ એન્સેમ્બલ મોન્ટે કાર્લો પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે અને સિલિકોન ઓક્સાઇડ સાથે સિલિકોન, જર્મેનિયમ, GaAs, InSb, AlSb, AlAs, AlxInxSb, Alxin (1-x) Sb, ALP, AlSb, GaP, GaSb, InP અને તેમના સંયોજનો (III-V સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી) માં ઇલેક્ટ્રોન અને ભારે છિદ્રો માટે ભૌતિકશાસ્ત્રની અસરો અને પરિવહનનું અનુકરણ કરવામાં સક્ષમ છે. લાગુ અને/અથવા સ્વ-સુસંગત વિદ્યુતસ્થૈતિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોને પોઈસન અને ફેરાડે સમીકરણો સાથે નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે. જી. એન. યુ. પરિયોજનાએ મે, 2012માં જાહેરાત કરી હતી કે સોફ્ટવેર પેકેજ એનિયાસને આર્કિમિડીઝ દ્વારા બદલવામાં આવશે, જે આને મોન્ટે કાર્લો સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોના સિમ્યુલેશન માટે જી. એન. યુ. પેકેજ બનાવશે. આર્કીમિડીઝ એ સેમિકન્ડક્ટર ડિવાઇસ સિમ્યુલેશન માટેનું જીએનયુ પેકેજ છે જે જી. પી. એલ. હેઠળ 2005માં પ્રથમ વખત રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું. તે જીન મિશેલ સેલિયર દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું છે, જે ત્યારથી, પ્રોજેક્ટના નેતા અને મુખ્ય વિકાસકર્તા છે. તે એક મફત સોફ્ટવેર છે અને આમ તેને જી. પી. એલ. હેઠળ નકલ, સંશોધિત અને પુનઃવિતરણ કરી શકાય છે. આર્કિમિડીઝ ટીસીએડી સોફ્ટવેરના જાણીતા પરિવાર સાથે સંબંધ ધરાવે છે, એટલે કે. તકનીકી રીતે સુસંગત ઉત્પાદનોના વિકાસમાં મદદ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા સાધનો. ખાસ કરીને, આ પેકેજ ઇજનેરોને સબમાઇક્રોન અને મેસોસ્કોપિક સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોની રચના અને અનુકરણ કરવામાં સહાય કરે છે. ભવિષ્યના સંસ્કરણમાં આર્કિમિડીઝ વિગ્નર મોન્ટે કાર્લો ઔપચારિકતા (એક પ્રાયોગિક પ્રકાશન અહીં મળી શકે છે) નો ઉપયોગ કરીને નેનોડિવાઇસીસનું અનુકરણ પણ કરી શકશે. આજે આર્કિમિડીઝનો ઉપયોગ ઘણી મોટી કંપનીઓમાં અનુકરણ અને ઉત્પાદન હેતુઓ માટે થાય છે. આર્કિમિડીઝ શિક્ષણના હેતુઓ માટે પણ ઉપયોગી છે કારણ કે દરેક વ્યક્તિ સ્રોતોનો ઉપયોગ કરી શકે છે, તેમાં ફેરફાર કરી શકે છે અને તેનું પરીક્ષણ કરી શકે છે. આજે, તેનો ઉપયોગ વિશ્વભરની સેંકડો યુનિવર્સિટીઓમાં અભ્યાસક્રમો શીખવવા માટે થાય છે. વધુમાં, વિદ્યાર્થીઓ માટે વિકસાવવામાં આવેલું એક સરળીકૃત સંસ્કરણ nanoHUB.org પર ઉપલબ્ધ છે. એન્સેમ્બલ મોન્ટે કાર્લો પદ્ધતિ એ પદ્ધતિ છે જેનો ઉપયોગ આર્કિમિડીઝ ઉપકરણોના વર્તનનું અનુકરણ કરવા અને આગાહી કરવા માટે કરે છે. મોન્ટે કાર્લો ખૂબ જ સ્થિર અને વિશ્વસનીય હોવાથી, આર્કિમિડીઝનો ઉપયોગ આ છેલ્લું બને તે પહેલાં પણ ઉપકરણની લાક્ષણિકતાઓ જાણવા માટે થઈ શકે છે. ઉપકરણના ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ભૂમિતિને ફક્ત એક લિપિ દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે, જે આ અર્થમાં, આર્કિમિડીઝને એકદમ સામાન્ય સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોના અનુકરણ માટે એક શક્તિશાળી સાધન બનાવે છે. આર્કિમિડીઝ સિલિકોન, જર્મેનિયમ, GaAs, InSb, AlSb, AlAs, AlxInxSb, AlxIn (1-x) Sb, ALP, AlSb, GaP, GaSb, InP અને તેમના સંયોજનો (III-V સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી) માં ઇલેક્ટ્રોન અને ભારે છિદ્રો માટે પુષ્કળ ભૌતિકશાસ્ત્રની અસરો અને પરિવહનનું અનુકરણ કરવામાં સક્ષમ છે. તે હેટેરોસ્ટ્રક્ચર્સ સાથે પણ વ્યવહાર કરવામાં સક્ષમ છે. બોલ્ટ્ઝમેન પરિવહન સમીકરણ અર્ધચાલકોમાં પરિવહનના વિશ્લેષણમાં વપરાતું મુખ્ય સાધન બોલ્ટ્ઝમેન પરિવહન સમીકરણ મોડેલ છે. બીટીઈ સમીકરણ આના દ્વારા આપવામાં આવે છેઃ વિતરણ કાર્ય, એફ, એક પરિમાણહીન કાર્ય છે જેનો ઉપયોગ રસના તમામ અવલોકનોને બહાર કાઢવા માટે થાય છે અને વાસ્તવિક અને કે-સ્પેસ બંનેમાં ઇલેક્ટ્રોન વિતરણનું સંપૂર્ણ નિરૂપણ આપે છે. વધુમાં, તે ભૌતિક રીતે સ્થિતિ r અને સમય t પર ઊર્જા k ના કણોના કબજાની સંભાવનાને રજૂ કરે છે. વધુમાં, સાત-પરિમાણીય સંકલિત-વિભેદક સમીકરણ (તબક્કાની જગ્યામાં છ પરિમાણો અને એક સમયે) હોવાને કારણે BTE નો ઉકેલ બોજારૂપ છે અને તેને ખૂબ જ ખાસ પ્રતિબંધો હેઠળ બંધ વિશ્લેષણાત્મક સ્વરૂપમાં ઉકેલી શકાય છે. આંકડાકીય રીતે, બીટીઈના ઉકેલનો ઉપયોગ ક્યાં તો નિર્ધારક પદ્ધતિ અથવા સ્ટોકેસ્ટિક પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. નિર્ધારક પદ્ધતિનો ઉકેલ ગ્રીડ-આધારિત આંકડાકીય પદ્ધતિ પર આધારિત છે જેમ કે ગોળાકાર હાર્મોનિક્સ અભિગમ, જ્યારે મોન્ટે કાર્લો એ બીટીઈને ઉકેલવા માટે વપરાતો સ્ટોકેસ્ટિક અભિગમ છે. મોન્ટે કાર્લો પદ્ધતિ અર્ધશાસ્ત્રીય મોન્ટે કાર્લો પદ્ધતિ એ એક આંકડાકીય પદ્ધતિ છે જેનો ઉપયોગ બોલ્ટ્ઝમેન પરિવહન સમીકરણનો ચોક્કસ ઉકેલ મેળવવા માટે થાય છે જેમાં જટિલ બેન્ડ માળખું અને સ્કેટરિંગ પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે. આ અભિગમ અર્ધશાસ્ત્રીય છે કારણ કે સ્કેટરિંગ મિકેનિઝમ્સને ફર્મીના સુવર્ણ નિયમનો ઉપયોગ કરીને ક્વોન્ટમ યાંત્રિક રીતે ગણવામાં આવે છે, જ્યારે સ્કેટરિંગ ઘટનાઓ વચ્ચેના પરિવહનને શાસ્ત્રીય કણ કલ્પનાનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે. મોન્ટે કાર્લો મોડેલ સારમાં દરેક મુક્ત ઉડાન પર કણના માર્ગને અનુસરે છે અને અનુરૂપ સ્કેટરિંગ મિકેનિઝમને નિશ્ચિતપણે પસંદ કરે છે. અર્ધશાસ્ત્રીય મોન્ટે કાર્લોના બે મોટા ફાયદાઓ એ છે કે સ્કેટરિંગની શરતોમાં વિવિધ અલગ સ્કેટરિંગ મિકેનિઝમ્સની સચોટ ક્વોન્ટમ યાંત્રિક સારવાર પ્રદાન કરવાની તેની ક્ષમતા અને ઊર્જા અથવા કે-સ્પેસમાં વાહક વિતરણના સ્વરૂપ વિશે ધારણાની ગેરહાજરી. ઇલેક્ટ્રોનની ગતિનું વર્ણન કરતું અર્ધશાસ્ત્રીય સમીકરણ એ છે કે જ્યાં F એ વિદ્યુત ક્ષેત્ર છે, E (k) એ ઊર્જા પ્રસરણ સંબંધ છે, અને k એ વેગ તરંગ વેક્ટર છે. ઉપરોક્ત સમીકરણને ઉકેલવા માટે, બેન્ડ માળખું (E (k)) નું મજબૂત જ્ઞાન હોવું જરૂરી છે. ઇ (કે) સંબંધ વર્ણવે છે કે કેવી રીતે કણ ઉપકરણની અંદર ફરે છે, પરિવહન માટે જરૂરી ઉપયોગી માહિતી દર્શાવવા ઉપરાંત જેમ કે સ્થિતિઓની ઘનતા (ડી. ઓ. એસ.) અને કણ વેગ. અર્ધ-પ્રયોગમૂલક સ્યુડોપોટેંશિયલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને પૂર્ણ-બેન્ડ E (K) સંબંધ મેળવી શકાય છે. સ્ક્રીનશોટ નોંધો સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ સંપૂર્ણ મેન્યુઅલ વપરાશકર્તા માર્ગદર્શિકા કમ્પ્યુટર-સહાયિત ઇજનેરી સોફ્ટવેરનો મુસદ્દો આર્કિમિડીઝ