GNU Archimedes
آرکیمیڈیز ایک ٹی سی اے ڈی پیکیج ہے جو انجینئروں کے ذریعہ سب مائیکرون اور میسوسکوپک سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز کو ڈیزائن اور نقل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ آرکیمیڈیز ایک مفت سافٹ ویئر ہے اور اس طرح اسے جی پی ایل کے تحت نقل، ترمیم اور دوبارہ تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ آرکیمیڈیز اینسمبل مونٹی کارلو طریقہ استعمال کرتا ہے اور سلیکن آکسائڈ کے ساتھ ساتھ سلیکن، جرمنیم، GaAs، InSb، AlSb، AlAs، AlxInxSb، AlxIn (1-x) Sb، ALP، AlSb، GaP، GaSb، InP اور ان کے مرکبات (III-V سیمی کنڈکٹر مواد) میں الیکٹرانوں اور بھاری سوراخوں کے لیے طبیعیات کے اثرات اور نقل و حمل کی تقلید کرنے کے قابل ہے۔ اپلائیڈ اور/یا خود ساختہ الیکٹروسٹیٹک اور مقناطیسی شعبوں کو پوسن اور فیراڈے مساوات کے ساتھ سنبھالا جاتا ہے۔ جی این یو پروجیکٹ نے مئی 2012 میں اعلان کیا ہے کہ سافٹ ویئر پیکیج اینیاس کو آرکیمیڈیز کے ذریعہ تبدیل کیا جائے گا، جس سے یہ مونٹی کارلو سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز کے تخروپن کے لیے جی این یو پیکیج بن جائے گا۔ آرکیمیڈیز سیمی کنڈکٹر ڈیوائس سمیلیشنز کے لیے جی این یو پیکیج ہے جو جی پی ایل کے تحت پہلی بار 2005 میں جاری کیا گیا تھا۔ اسے جین مشیل سیلیئر نے بنایا ہے جو اس کے بعد سے اس منصوبے کے رہنما اور مرکزی ڈویلپر ہیں۔ یہ ایک مفت سافٹ ویئر ہے اور اس طرح اسے جی پی ایل کے تحت کاپی، ترمیم اور دوبارہ تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ آرکیمیڈیز کا تعلق ٹی سی اے ڈی سافٹ ویئر کے معروف خاندان سے ہے، یعنی۔ تکنیکی طور پر متعلقہ مصنوعات کی ترقی میں مدد کے لیے استعمال ہونے والے اوزار۔ خاص طور پر، یہ پیکیج انجینئروں کو سب مائیکرون اور میسوسکوپک سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز کو ڈیزائن کرنے اور ان کی تقلید کرنے میں مدد کرتا ہے۔ اگلے مستقبل کے ورژن میں آرکیمیڈیز وگنر مونٹی کارلو فارملزم (ایک تجرباتی ریلیز یہاں مل سکتی ہے) کا استعمال کرتے ہوئے نینو ڈیوائسز کی تقلید کرنے کے قابل بھی ہوں گے۔ آج آرکیمیڈیز کا استعمال کئی بڑی کمپنیوں میں تخروپن اور پیداوار کے مقاصد کے لیے کیا جاتا ہے۔ آرکیمیڈیز تدریسی مقاصد کے لیے بھی مفید ہے کیونکہ ہر کوئی ذرائع تک رسائی حاصل کر سکتا ہے، ترمیم کر سکتا ہے اور ان کی جانچ کر سکتا ہے۔ آج، یہ دنیا بھر کی کئی سینکڑوں یونیورسٹیوں میں کورسز کی تدریس کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ مزید برآں، طلباء کے لیے تیار کردہ ایک آسان ورژن nanoHUB.org پر دستیاب ہے۔ اینسمبل مونٹی کارلو طریقہ وہ طریقہ ہے جسے آرکیمیڈیز کسی آلے کے رویے کی تقلید اور پیش گوئی کے لیے استعمال کرتا ہے۔ مونٹی کارلو بہت مستحکم اور قابل اعتماد ہونے کی وجہ سے، آرکیمیڈیز کو اس آخری آلے کی تعمیر سے پہلے ہی کسی آلے کی خصوصیات کو جاننے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ کسی آلے کی طبیعیات اور جیومیٹری کو محض ایک اسکرپٹ کے ذریعے بیان کیا جاتا ہے، جو اس لحاظ سے، آرکیمیڈیز کو کافی عام سیمی کنڈکٹر آلات کے تخروپن کے لیے ایک طاقتور ٹول بناتا ہے۔ آرکیمیڈیز سلیکن، جرمنیم، GaAS، InSb، AlSb، ALAS، AlxInxSb، AlxIn (1-x) Sb، ALP، AlSb، GaP، GaSb، InP اور ان کے مرکبات (III-V سیمی کنڈکٹر مواد) میں الیکٹرانوں اور بھاری سوراخوں کے لیے کافی مقدار میں طبیعیات کے اثرات اور نقل و حمل کی تقلید کرنے کے قابل ہے۔ یہ ہیٹرو اسٹرکچرز سے نمٹنے کے قابل بھی ہے۔ بولٹزمین نقل و حمل کی مساوات بولٹزمین نقل و حمل کی مساوات کا ماڈل سیمی کنڈکٹرز میں نقل و حمل کے تجزیے میں استعمال ہونے والا اہم ذریعہ رہا ہے۔ بی ٹی ای مساوات اس طرح دی گئی ہے: ڈسٹری بیوشن فنکشن، f، ایک بے جہتی فنکشن ہے جو دلچسپی کے تمام مشاہدات کو نکالنے کے لیے استعمال ہوتا ہے اور حقیقی اور k-اسپیس دونوں میں الیکٹران کی تقسیم کی مکمل عکاسی کرتا ہے۔ مزید برآں، یہ جسمانی طور پر پوزیشن r اور وقت t پر توانائی k کے ذرہ قبضے کے امکان کی نمائندگی کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، سات جہتی انٹیگرو تفریقی مساوات (فیز اسپیس میں چھ جہتیں اور وقت میں ایک) ہونے کی وجہ سے بی ٹی ای کا حل پیچیدہ ہے اور اسے بہت ہی خاص پابندیوں کے تحت بند تجزیاتی شکل میں حل کیا جا سکتا ہے۔ عددی طور پر، بی ٹی ای کا حل یا تو ایک تعیناتی طریقہ یا اسٹاکسٹک طریقہ استعمال کرتے ہوئے استعمال کیا جاتا ہے۔ تعیناتی طریقہ حل گرڈ پر مبنی عددی طریقہ پر مبنی ہے جیسے کہ کروی ہم آہنگی کا نقطہ نظر، جبکہ مونٹی کارلو بی ٹی ای کو حل کرنے کے لیے استعمال ہونے والا اسٹاکسٹک نقطہ نظر ہے۔ سیمی کلاسیکل مونٹی کارلو طریقہ ایک شماریاتی طریقہ ہے جو بولٹزمین ٹرانسپورٹ مساوات کا درست حل پیش کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے جس میں پیچیدہ بینڈ ڈھانچہ اور بکھرنے کے عمل شامل ہیں۔ یہ نقطہ نظر اس وجہ سے سیمی کلاسیکل ہے کہ بکھرنے کے طریقہ کار کو فرمی کے سنہری اصول کا استعمال کرتے ہوئے کوانٹم میکانکی طور پر علاج کیا جاتا ہے، جبکہ بکھرنے کے واقعات کے درمیان نقل و حمل کو کلاسیکی ذرہ تصور کا استعمال کرتے ہوئے علاج کیا جاتا ہے۔ مونٹی کارلو ماڈل جوہر میں ہر آزاد پرواز میں ذرہ کی رفتار کا سراغ لگاتا ہے اور اسی طرح کے بکھرنے کے طریقہ کار کا انتخاب کرتا ہے۔ سیمی کلاسیکل مونٹی کارلو کے دو بڑے فوائد بکھرنے کی اصطلاحات کے اندر مختلف الگ الگ بکھرنے والے میکانزم کا درست کوانٹم مکینیکل علاج فراہم کرنے کی صلاحیت، اور توانائی یا کے-اسپیس میں کیریئر کی تقسیم کی شکل کے بارے میں مفروضے کی عدم موجودگی ہیں۔ الیکٹران کی حرکت کو بیان کرنے والی سیمی کلاسیکل مساوات وہ ہے جہاں F برقی میدان ہے، E (k) توانائی کے منتشر ہونے کا تعلق ہے، اور k مومنٹم ویو ویکٹر ہے۔ مندرجہ بالا مساوات کو حل کرنے کے لیے، بینڈ کی ساخت (E (k)) کے بارے میں مضبوط علم کی ضرورت ہوتی ہے۔ ای (کے) رشتہ بیان کرتا ہے کہ کس طرح ذرہ آلہ کے اندر حرکت کرتا ہے، اس کے علاوہ نقل و حمل کے لیے ضروری مفید معلومات جیسے کہ حالتوں کی کثافت (ڈی او ایس) اور ذرہ کی رفتار کی عکاسی کرتا ہے۔ ایک مکمل بینڈ E (K) تعلق نیم تجرباتی چھدم صلاحیت کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ اسکرین شاٹس نوٹ حوالہ جات بیرونی لنکس ایک مکمل دستی صارف دستی کمپیوٹر ایڈیڈ انجینئرنگ سافٹ ویئر آرکیمیڈیز کا مسودہ