FerroX: 一种用于建模铁电器件的GPU加速的三维相场模拟框架
摘要：大规模并行、3D相场模拟框架用于建模基于可扩展逻辑器件的铁电材料。我们自洽地求解了铁电极化的时间相关Ginzburg-Landau（TDGL）方程、电势的Poisson方程以及半导体区域的载流子密度的电荷方程。该算法使用AMReX软件框架实现，可在多核和基于GPU的超级计算架构上提供有效的可扩展性。我们使用NERSC多核和GPU系统展示了该算法的性能，通过节点比较，在GPU上实现了显著（15倍）的加速。我们进一步展示了该代码在金属-铁电-绝缘体-金属（MFIM）和金属-铁电-绝缘体-半导体-金属（MFISM）器件的铁电畴壁诱导的负电容（NC）效应模拟中的适用性。这些结构的电荷（Q）与施加电压（V）的响应明确表明负电容是稳定的。
作者：Prabhat Kumar, Andrew Nonaka, Revathi Jambunathan, Girish Pahwa, Sayeef Salahuddin, Zhi Yao
论文ID：2210.15668
分类：Computational Engineering, Finance, and Science
分类简称：cs.CE
提交时间：2023-06-14