Les études fondamentales basées sur la physique informatique sont une partie essentielle de nombreuses branches de recherche différentes - de la technologie médicale à la communication mobile. Javad Hashemi a étudié les propriétés électroniques et la conductivité de différentes structures à base de nanotubes de carbone dans sa thèse de doctorat pour le département de physique appliquée de l'Université Aalto.

Les recherches de Javad Hashemi visent à combler le fossé entre la physique expérimentale et la physique théorique.

« En physique numérique, nous avons deux domaines généraux :le développement de méthodes et leur application, qui simule des systèmes réels à l'échelle nanométrique, principalement avec des supercalculateurs. Mon travail est une combinaison des deux, " décrit Hashemi.

Hashemi a effectué des recherches fondamentales sur la théorie de la fonctionnelle de la densité et la théorie de la matrice de densité. Le premier est utilisé pour calculer les propriétés électroniques d'un système physique en fonction de sa densité électronique.

"Les fonctionnelles de densité ont de nombreuses lacunes en raison des approximations que nous utilisons pour cela. Une matrice de densité, d'autre part, peut donner des résultats plus précis et nous permet de calculer plus précisément les propriétés des systèmes électroniques."

"L'étude des structures des nanotubes et du graphène est un sujet très brûlant en nanoélectronique de nos jours, et mes recherches informatiques peuvent donner des explications aux phénomènes observés lors d'expériences."

Les bases de la nanoélectronique pliable et transparente

Lorsqu'il est appliqué à des appareils "du monde réel", les nanotubes de carbone ne sont jamais complets et vierges :les défauts et les imperfections affectent la circulation des électrons. Les recherches de Hashemi s'efforcent de comprendre quel est l'effet des défauts sur la conductivité des nanotubes et comment utiliser ces propriétés pour concevoir des appareils électroniques.

"Nous avons étudié les nanotubes de carbone, qui sont des cylindres constitués d'une seule couche atomique de carbone et ont essayé de découvrir comment le courant électronique change lorsqu'il est appliqué à travers le tube. Les effets des défauts et perturbations, par exemple des atomes d'hydrogène étrangers, sur le transport électronique dans les tubes doit être connu.

Hashemi peint une application prospective pour les structures des nanotubes de carbone :très minces, appareils électroniques transparents et pliables, par exemple les téléphones portables.

« De bons candidats pour les appareils électroniques flexibles sont les réseaux de nanotubes de carbone :un réseau semblable à un tapis sur lequel se trouvent de nombreux nanotubes de carbone. Par conséquent, Nous avons besoin de savoir, comment le courant passe d'un nanotube à un autre et à un autre."

"C'est la physique compliquée derrière les appareils électroniques flexibles. Même si une recherche fondamentale comme celle-ci peut sembler quelque chose de loin de la vie réelle maintenant, c'est la base de tous les appareils technologiques modernes, et cela aidera à créer de meilleurs appareils pour une vie plus facile à l'avenir."