Das beachtliche Wachstum von Nanotechnologien
Die Entwicklung von neuartigen Geräten im Nanometerbereich fördert die Interaktion zwischen der Physik, der Mathematik, der Chemie, der Biologie und den Ingenieurwissenschaften. Die Anwendung dieser Disziplinen für die im Nanomaßstab entstandenen neuen Phänomene und Prozesse bietet erstaunliche Möglichkeiten für wissenschaftliche und technologische Entwicklungen in Nanostrukturen. Aber trotz des Enthusiasmus, der mit den Zukunftsaussichten der neuen Nanotechnologie verbunden ist, bleiben Schwierigkeiten und Einschränkungen nicht aus. Die Synthese und Herstellung von Nanopartikeln, die Materialeigenschaften und -fehler sowie die hervorgerufenen parasitären Phänomene sind nur einige Beispiele für diese Probleme. Deshalb werden physikalische, mathematische, chemische und biologische Modelle und Simulationsmethoden entwickelt, mit denen die Probleme prognostiziert, antizipiert und gelöst werden können. Das NANOTCAD-Projekt (Nanotechnology Computer Aided Design) ist ein integriertes theoretisches und experimentelles Projekt, welches auf die Entwicklung und Überprüfung von Simulationssoftware-Tools, die Erzeugung entsprechender Störfälle sowie die Optimierung von Halbleitern und molekularen Nanogeräten abzielt. Entsprechend seinen Zielen hat das NANOTCAD-Projekt zu einer Reihe von Software-Tools geführt, die der europäischen Nanotechnologie-Gemeinschaft über das Phantoms Simulation Hub (http://www.phantomsnet.com/hub/index.php(öffnet in neuem Fenster) frei zur Verfügung gestellt werden. Zu diesen Tools gehört ein Löser für die Poisson-Schrödinger-Gleichung in Halbleiter-Nanostrukturen in ein-, zwei- und dreidimensionalen Domänen (NANOTCAD1D, NANOTCAD2D bzw. NANOTCAD3D). Außerdem sind zu allen Tools umfassende Handbücher für Laien vorbereitet worden, die als Downloads auf der Internetseite zum Projekt (nanotcad.iet.unipi.it) oder auf dem PHANTOMS-Hub bereitgestellt werden. Die NANOTCAD Codes sind hauptsächlich Tools für die Forschung und das Prototyping, die schon für die Simulation und Herstellung von verschiedenen elektronischen Nanogeräten verwendet wurden und somit eine wertvolle Gestaltungshilfe darstellen. Noch bedeutender ist allerdings, dass im Rahmen des NANOTCAD-Projekts die Zusammenarbeit mit experimentellen Gruppen und Forschungsprojekten gefestigt wurde, um einerseits Synergien und den Informations- und Datenaustausch zu fördern und andererseits die Nanotechnologie-Gemeinschaft zu erweitern.
