Thông tin Đề tài

Tên đề tài Xây dựng hệ thống tính toán, mô phỏng song song đa luồng ứng dụng cho nghiên cứu và đào tạo ngành vật liệu và linh kiện quang tử nano
Cơ quan chủ trì (Cơ quan thực hiện) Viện Khoa học Vật liệu
Thuộc Danh mục đề tài Hướng Khoa học Vật liệu (VAST03)
Họ và tên TS. Ngô Quang Minh
Thời gian thực hiện 01/01/2013 - 01/01/2014
Tổng kinh phí 500 triệu đồng
Xếp loại Xuất sắc
Mục tiêu đề tài

• Xây dựng hệ thống tính toán, mô phỏng song song đa luồng dùng cho nghiên cứu và đào tạo ngành khoa học vật liệu và linh kiện quang tử nano;
• Cài đặt 02 phần mềm mã nguồn mở hiện đại: MEEP và MPB để tính toán, mô phỏng sự truyền dẫn và cộng hưởng sóng quang học trong các vật liệu và linh kiện quang tử cấu trúc nano;
• Góp phần nâng cao trình độ nghiên cứu và đào tạo trong lĩnh vực mô phỏng vật liệu và linh kiện quang tử nano;
• Đẩy mạnh một bước trong hợp tác Quốc tế với một số trung tâm tính toán, mô phỏng về vật liệu và linh kiện quang tử nano uy tín trên thế giới như: Đại học Paris-Sud (Cộng hòa Pháp), Đại học Ajou (Hàn Quốc)…

Kết quả chính của đề tài

Về khoa học:
• Đã nghiên cứu 02 phương pháp tính toán hiện đại: sai phân hữu hạn trong miền thời gian (FDTD), phương pháp khai triển sóng phẳng (PWE);
• Thực hiện một số bài toán cụ thể cho vật liệu và linh kiện quang tử nano: Bộ lọc sóng quang học, linh kiện siêu thấu kính phẳng, linh kiện quang tử lưỡng trạng thái ổn định, cảm biến quang học sử dụng tinh thể quang tử…
Về ứng dụng:
• Xây dựng hệ thống tính toán song song mở, đa luồng (cấu hình 8 nút x 2 CPUs x 4 cores, 16 x 4 GRAM, Gigabit switch); Cài đặt 02 phần mềm mã nguồn mở: MEEP và MPB ứng dụng cho nghiên cứu và đào tạo ngành vật liệu và linh kiện quang tử nano;

Những đóng góp mới

•Phục vụ nhu cầu tính toán, mô phỏng ngành vật liệu và linh kiện quang tử nano tại Viện KHVL và có thể mở rộng ra các địa chỉ ứng dụng khác tại Viện Hàn lâm KH&CN VN và Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội.

Sản phẩm đề tài

- Các bài báo đã công bố (liệt kê):
• 01 bài báo trên tạp chí quốc tế ISI: Optical bistability based on Fano resonances in single- and double-layers nonlinear slab waveguide gratings, Journal of Optical Society of America B 31(5), 1054 (2014);
• 01 bài báo trên tạp chí quốc tế: Plasmonic enhancement by metallic spherical nanoparticles, Advanced Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology 5, 025010 (2014);
• 01 bài báo trên tạp chí trong nước: Optical devices based on photonic crystals, Tạp chí Khoa học và Công nghệ 51(2A) 19-30 (2013);
• 01 bài báo trong tuyển tập Hội nghị Quốc tế tại Đài Loan (Optics and Photonics Taiwan, International Conference - Annual Meeting of Taiwan Photonics Society, National Central University, Zhongli (Chung-Li), Taiwan 5-7 December 2013): Optimal nonlinear slab waveguide gratings for optical bistable devices.
• 02 báo cáo tham gia Hội nghị Quốc gia về Khoa học vật liệu tại Thái Nguyên: SPMS2013 (Tp. Thái Nguyên 4-6/11/2013) và in trong tuyển tập của Hội nghị;
• Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang-điện của màng mỏng TiO2 cấu trúc nano;
• Vai trò của các nano Au trong việc nâng cao hiệu suất hấp thụ quang cho điện cực sử dụng vật liệu TiO2 cấu trúc nano.
- Các sản phẩm cụ thể (mô tả sản phẩm, nơi lưu giữ):
• Hệ thống tính toán mô phỏng song song đa luồng (cấu hình 8 nút x 2 CPUs x 4 cores, 16 x 4 GRAM, Gigabit switch, phần mềm, lắp đặt); Cài đặt 02 phần mềm mã nguồn mở: MEEP và MPB của Viện Công nghệ Massachusetts (Hoa Kỳ) ứng dụng cho nghiên cứu và đào tạo ngành vật liệu và linh kiện quang tử nano đặt tại phòng 204/A2, Viện Khoa học vật liệu.
- Các sản phẩm khác:
• Hợp tác trong và ngoài nước: ĐH Paris Sud (Công hòa Pháp) và ĐH Hoa Sen (TP Hồ Chí Minh).

64.ngoquangminh

Hệ thống tính toán song song gồm 8 nút x 2 CPUs x 4 cores. (a) Mô hình, (b) Hệ thống tính toán mô phỏng song song được xây dựng và đặt tại Phòng 204/A2, Viện KHVL

Địa chỉ ứng dụng

• Sản phẩm của đề tài là hệ thống tính toán mô phỏng song song đa luồng hiện được sử dụng cho các tính toán và mô phỏng vật liệu và linh kiện tại 03 phòng thí nghiệm: Phòng Vật liệu và ứng dụng quang sợi, Phòng Vật lý và vật liệu từ và siêu dẫn, Phòng thí nghiệm trọng điểm về vật liệu và linh kiện điện tử (Viện Khoa học vật liệu); Bộ môn Vật lý quang tử (Khoa Vật lý kỹ thuật và Công nghệ nano, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội).
• Hệ thống tính toán mô phỏng song song đa luồng còn có thể được ứng dụng cho các bài toán tính toán mô phỏng của khoa học vật liệu và linh kiện khác: Vật liệu và linh kiện điện tử, vật liệu y-sinh, vật liệu quang - điện tử; vật liệu và linh kiện năng lượng…