Graz 大學利用 NAG 程式庫求解磁性奈米結構的自旋電子學 (Spintronics) 問題
Christian Ertler 與 Walter Pötz 教授是奧地利格拉茲大學 (Karl-Franzens University Graz) 理論物理研究所理論固態物理組團隊的成員。他們研究的主要課題是探索奈米結構中的傳輸現象，尤其是自旋現象，這將有助於未來自旋電子的應用。
自旋電子學是當前相當熱門的研究課題，2007 年諾貝爾物理學獎正是授予巨磁電阻 (自旋相關傳輸效應) 的發現，此發現能大大提升現今電腦的硬碟儲存功能。自旋電子學試圖利用所謂的自旋電子 (這是一個量子力學的角動量，給定一個磁矩，能夠只在兩個相反的方向移動）來儲存或處理資訊。我們期盼自旋電子學能夠提供創新的功能，大幅提升資訊科技的性能。
面臨挑戰
此計畫是要明確地釐清奈米結構中磁性與傳輸性質的交互作用。此種結構是由只有幾個奈米 (10-9 m) 厚度的不同材質堆積而成。如果一個外部電源導入到此結構中，其中的粒子 (通常是電子) 便會開始移動。在小尺寸的結構裡，粒子的移動被
稱之為量子理論。
尤其我們對結構做進一步的研究後，將某些層以帶有磁性原子的材質進行結合。電子擁有磁矩，稱之為自旋 (spin)，其會朝向兩個相反的方向移動。現在，流動電子的自旋可以與磁性原子交互作用，從而導致了結構中有趣的磁性與傳輸性質的交互作用。一個電子移動到整個結構中的機率，主要與電子的自旋方向有關。這實現了自旋電子的裝置，將能夠提出比目前的電子設備更多新的功能以及更好的性能。
此計畫還提出了一些標準，但卻是一些複雜的數值問題，例如：微分方程求解、非線性與線性方程求解、逆矩陣與適應性積分等問題。
解決方案
“我們很快意識到，自己撰寫需要的程式是相當耗時的。我們正需要容易使用的函數、經過完整驗證以及具有高精確度的程式庫。同時我們也希望這些函數能夠提供最高性能的計算能力。我們發現 NAG 程式庫就是最好的解決方案 – 它是值得我們信賴的程式庫。出色的使用文件讓函數很容易就能使用。”
奧地利格拉茲大學理論物理研究所的 Christian Ertler 與 Walter Pötz 使用 NAG 程式庫開發出一個模擬的工具，用來探索在磁性奈米結構中的傳輸現象。透過 NAG 程式庫，他們很有效率的解決了量子傳輸問題。他們預測與時間相關的一些現象，例如：穩態直流偏壓的電流與磁性振盪應該是存在的。在結構中的鐵磁性 (ferromagnetism) 能夠透過外部偏壓來控制。
這個研究的成果已在物理期刊中刊載，並於 2010 年 10 月於比薩的國際計算電子學研討會中提出。
關於NAG
