Relevant bibliographies by topics / GATE Monte Carlo simulations

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  1. Journal articles
  2. Dissertations / Theses
  3. Books
  4. Book chapters
  5. Conference papers
  6. Reports

Academic literature on the topic 'GATE Monte Carlo simulations'

Author: Grafiati
Published: 4 June 2021
Last updated: 1 February 2022

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Journal articles on the topic "GATE Monte Carlo simulations"

1

Kathawala, G. A., B. Winstead, and U. Ravaioli. "Monte Carlo simulations of double-gate MOSFETs." IEEE Transactions on Electron Devices 50, no. 12 (December 2003): 2467–73. http://dx.doi.org/10.1109/ted.2003.819699.

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2

Asenov, A., S. Babiker, S. P. Beaumont, and J. R. Barker. "Monte Carlo Calibrated Drift-Diffusion Simulation of Short Channel HFETs." VLSI Design 8, no. 1-4 (January 1, 1998): 319–23. http://dx.doi.org/10.1155/1998/72453.

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Abstract:
In this paper we present a methodology to use drift diffusion (DD) simulations in the design of short channel heterojunction FETs (HFETs) with well pronounced velocity overshoot. In the DD simulations the velocity overshoot in the channel is emulated by forcing the saturation velocity in the field dependent mobility model to values corresponding to the average velocity in the channel obtained from Monte Carlo (MC) simulation. To illustrate our approach we compare enhanced DD and MC simulation results for a pseudomorphic HEMTs with 0.12 μm channel length, which are in good agreement. The usefulness of the described methodology is illustrated in a simulation example of self aligned gamma gate pseudomorphic HEMTs. The effect of the gamma gate shape and the self aligned contacts on the overall device performance has been investigated.
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3

Camarasu-Pop, Sorina, Tristan Glatard, Jakub T. Mościcki, Hugues Benoit-Cattin, and David Sarrut. "Dynamic Partitioning of GATE Monte-Carlo Simulations on EGEE." Journal of Grid Computing 8, no. 2 (March 23, 2010): 241–59. http://dx.doi.org/10.1007/s10723-010-9153-0.

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4

Buvat, Irène, and Delphine Lazaro. "Monte Carlo simulations in emission tomography and GATE: An overview." Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 569, no. 2 (December 2006): 323–29. http://dx.doi.org/10.1016/j.nima.2006.08.039.

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5

Babiker, S., A. Asenov, J. R. Barker, and S. P. Beaumont. "Quadrilateral Finite Element Monte Carlo Simulation of Complex Shape Compound FETs." VLSI Design 6, no. 1-4 (January 1, 1998): 127–30. http://dx.doi.org/10.1155/1998/51378.

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Abstract:
The complex recess and gate shape of modem compound FETs greatly affect the device parasitics and therefore impose the need for proper description of the device geometry and surface conditions in any practical device simulations. In this paper we describe a new Monte Carlo (MC) module incorporated in our Heterojunction 2D Finite element FET simulator H2F [1]. The module combines realistic quadrilateral finite-element description of the device geometry with realistic particle simulation of the non-equilibrium hot carrier transport in short recess gate compound FETs. A Single Programme Multiple Data (SPMD) parallel approach makes it possible to use our MC simulator for practical design work, generating the necessary I-V characteristics in parallel. The capabilities of the finite element MC module are illustrated in example simulations of a 200nm pseudomorphic HEMT fabricated in the Nanoelectronics Research Centre of Glasgow University.
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6

Ravishankar, R., G. Kathawala, U. Ravaioli, S. Hasan, and M. Lundstrom. "Comparison of Monte Carlo and NEGF Simulations of Double Gate MOSFETs." Journal of Computational Electronics 4, no. 1-2 (April 2005): 39–43. http://dx.doi.org/10.1007/s10825-005-7104-y.

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7

Sarrut, David, Mateusz Bała, Manuel Bardiès, Julien Bert, Maxime Chauvin, Konstantinos Chatzipapas, Mathieu Dupont, et al. "Advanced Monte Carlo simulations of emission tomography imaging systems with GATE." Physics in Medicine & Biology 66, no. 10 (May 14, 2021): 10TR03. http://dx.doi.org/10.1088/1361-6560/abf276.

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8

Kelsall, R. W., and A. J. Lidsey. "Inclusion of Quantum Confinement Effects in Self-Consistent Monte Carlo Device Simulations." VLSI Design 8, no. 1-4 (January 1, 1998): 21–27. http://dx.doi.org/10.1155/1998/57936.

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Abstract:
The design of Monte Carlo FET simulations is discussed, with specific attention to the methods used to describe quantum confinement effects. A new model is presented, which employs self-consistent coupling of Schrodinger, Poisson and Monte Carlo algorithms, and explicit calculation of the scattering rates between confined and unconfined states. Comparisons between the new model and a standard semi-classical Monte Carlo model are presented for a 0.1 μm gate-length In0.52Al0.48As/In0.53 Ga0.47As/InP MODFET. Whilst the quantum model yields minor corrections in the predicted output characteristics, it is found that these results can be achieved without repeated iterations of the Schrodinger equation.
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9

Babiker, S., A. Asenov, N. Cameron, S. P. Beaumont, and J. R. Barker. "Complete RF Analysis of Compound FETs Based on Transient Monte Carlo Simulation." VLSI Design 8, no. 1-4 (January 1, 1998): 313–17. http://dx.doi.org/10.1155/1998/26067.

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Abstract:
In this paper we described a complete methodology to extract the RF performance of ‘real’ compound FETs from time domain Ensemble Monte-Carlo (EMC) simulations which can be used for practical device design. The methodology is based on transient finite element EMC simulation of realistic device geometry. The extraction of the terminal current is based on the Ramo-Shockley theorem. Parasitic elements like the gate and contact resistances are included in the RF analysis at the post-processing stage. Example of the RF analysis of pseudomorphic HEMTs illustrates our approach.
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Pennathur, S., Can K. Sandalci, Çetin K. Koç, and S. M. Goodnick. "3D Parallel Monte Carlo Simulation of GaAs MESFETs." VLSI Design 6, no. 1-4 (January 1, 1998): 273–76. http://dx.doi.org/10.1155/1998/64531.

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Abstract:
We have investigated three-dimensional (3D) effects in sub-micron GaAs MESFETs using a parallel Monte Carlo device simulator, PMC-3D [1]. The parallel algorithm couples a standard Monte Carlo particle simulator for the Boltzmann equation with a 3D Poisson solver using spatial decomposition of the device domain onto separate processors. The scaling properties of the small signal parameters have been simulated for both the gate width in the third dimension as well as the gate length. For realistic 3D device structures, we find that the main performance bottleneck is the Poisson solver rather than the Monte Carlo particle simulator for the parallel successive overrelaxation (SOR) scheme employed in [1]. A parallel multigrid algorithm is reported and compared to the previous SOR implementation, where considerable speedup is obtained.
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More sources

Dissertations / Theses on the topic "GATE Monte Carlo simulations"

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Maigne, Lydia. "Personnalized dosimetry using GATE Monte Carlo simulations on a grid architecture." Clermont-Ferrand 2, 2005. http://www.theses.fr/2005CLF21607.

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Abstract:
Le but était d'optimiser la plate-forme de simulation Monte Carlo GATE ( Geant 4 Application for Tomographic Emission) pour fournir des planifications de traitements en dosimétrie précises, personnalisées et rapides. Une application à la curiethérapie oculaire est présentée. Une validation du logiciel GEANT4 est effectuée avec une modélisation de points sources émetteurs d'électrons. L'implémentation du processus de diffusion multiple doit être encore corrigé dans les prochaines versions de GEANT4. La transcription des unités Hounsfield en paramètres tissulaires est présentée pour une utilisation de GATE sur des images voxélisées. Les distributions de dose obtenues avec GATE pour les traitements de curiethérapie oculaire sont comparées et validées. Un déploiement de GATE sur grille de calcul est effectué, le gain en temps de calcul est très significatif. Un portail web d'accès convivial à la grille a été développé
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Burg, Samuel. "Segmentation 3D d'images scintigraphiques et simulations très réalistes GATE." Poitiers, 2011. http://nuxeo.edel.univ-poitiers.fr/nuxeo/site/esupversions/b5bc3be2-14be-4526-9e11-61619c11caaf.

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Abstract:
L’objectif de cette thèse était de proposer de nouvelles méthodes de segmentation 3D en imagerie scintigraphique. Une première partie des travaux réalisés a consisté à simuler des volumes 3D avec vérité de terrain connue afin de pouvoir valider une méthode de segmentation par rapport aux autres. Des simulations de MonteCarlo ont été réalisées à l’aide du logiciel GATE (Geant4 Application for Emission Tomography). Pour cela, nous avons caractérisé et modélisé la gamma camera "γ Imager" Biospace™ en comparant chaque mesure d'une acquisition réelle à une simulation équivalente. L'outil de segmentation "bas niveau" que nous avons développé s’appuie sur une modélisation des niveaux de l'image par une loi de mélange dont l'estimation des paramètres est réalisée par un algorithme SEM (Stochastic Expectation Maximization). La segmentation des volumes 3D est obtenue par un algorithme ICM (Iterative Conditional Mode). Nous avons comparé des segmentations basées sur des mélanges Gaussiens et Poissonniens à des segmentations par seuillage sur les volumes simulés. Ceci a montré la pertinence des segmentations obtenues à l’aide des lois de mélange, notamment celles obtenues avec les mélanges Poissonniens. Ces derniers ont été utilisés pour segmenter des images cérébrales réelles TEP 18FDG et calculer des statistiques descriptives des différents tissus. En vue d’obtenir une méthode de segmentation "haut niveau" et retrouver des structures anatomiques (zone nécrosée ou zone active d’une tumeur par exemple), nous avons proposé un processus exploitant le formalisme des processus ponctuels. Une étude de faisabilité nous a permis d’obtenir des résultats très encourageants
The objective of this thesis was to propose a new 3D segmentation method for scintigraphic imaging. The first part of the work was to simulate 3D volumes with known ground truth in order to validate a segmentation method over other. MonteCarlo simulations were performed using the GATE software (Geant4 Application for Emission Tomography). For this, we characterized and modeled the gamma camera "Imager" Biospace™ by comparing each measurement from a simulated acquisition to his real equivalent. The "low level" segmentation tool that we have developed is based on a modeling of the levels of the image by probabilistic mixtures. Parameters estimation is done by an SEM algorithm (Stochastic Expectation Maximization). The 3D volume segmentation is achieved by an ICM algorithm (Iterative Conditional Mode). We compared the segmentation based on Gaussian and Poisson mixtures to segmentation by thresholding on the simulated volumes. This showed the relevance of the segmentations obtained using probabilistic mixtures, especially those obtained with Poisson mixtures. Those one has been used to segment real 18FDG PET images of the brain and to compute descriptive statistics of the different tissues. In order to obtain a "high level" segmentation method and find anatomical structures (necrotic part or active part of a tumor, for example), we proposed a process based on the point processes formalism. A feasibility study has yielded very encouraging results
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3

Perrot, Yann. "Evaluation de la dose déposée par des faisceaux d'électrons en radiothérapie dans des fantômes voxelisés en utilisant la plateforme de simulation Monte Carlo GATE fondée sur GEANT4 dans un environnement de grille." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00721940.

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Abstract:
La planification de traitement en radiothérapie nécessite un calcul précis de la dose délivrée au patient. La méthode la plus fiable pour y parvenir est la simulation du transport des particules par technique Monte Carlo. Cette thèse constitue la première étude concernant la validation de la plateforme de simulation Monte Carlo GATE (GEANT4 Application for Tomographic Emission), basée sur les librairies de GEANT4 (GEometry ANd Tracking), pour le calcul de la dose absorbée déposée par des faisceaux d'électrons. L'objectif de cette thèse est de montrer que GATE/GEANT4 est capable d'atteindre le niveau d'exigences requis pour le calcul de la dose absorbée lors d'une planification de traitement, dans des situations où les algorithmes analytiques, actuellement utilisés dans les services de radiothérapie, n'atteignent pas un niveau de précision satisfaisant. L'enjeu est de prouver que GATE/GEANT4 est adapté pour la planification de traitement utilisant des électrons et capable de rivaliser avec d'autres codes Monte Carlo reconnus. Cet enjeu a été démontré par la simulation avec GATE/GEANT4 de faisceaux et des sources d'électrons réalistes utilisées en radiothérapie externe ou en radiothérapie moléculaire et la production de distributions de dose absorbée en accord avec les mesures expérimentales et avec d'autres codes Monte Carlo de référence pour la physique médicale. Par ailleurs, des recommandations quant à l'utilisation des paramètres de simulation à fixer, assurant un calcul de la distribution de dose absorbée satisfaisant les spécifications en radiothérapie, sont proposées.
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Zahra, Nabil. "Mesure de la dose physique par lms radiochromiques et simulation Monte Carlo pour l'hadronthérapie." Thesis, Lyon 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LYO10088/document.

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Abstract:
En raison des forts gradients de dose générés par les interactions des particules avec la matière, les traitements par hadronthérapie nécessitent un contrôle très précis de la dose délivrée au patient. Les codes Monte Carlo représentent des outils indispensables dans la validation des systèmes de planification de traitement utilisé en clinique. Nous nous intéressons dans cette thèse au calcul de la dose physique à l'aide des simulations Monte Carlo Geant4/Gate. Nous étudions l'ajustement de plusieurs paramètres qui peuvent influencer la précision du calcul de dose requise en clinique (2%, 2mm) pour un faisceau d'ions carbone de 300 MeV/u dans l'eau. Ces paramètres sont : le seuil de production des particules secondaires et la taille maximale d'un segment de la trace de particule. Les critères de tolérance sur la valeur et la localisation de la dose sont fixés de manière à avoir le meilleur compromis en termes de distribution spatiale et de temps de calcul. Nous proposons ici des paramètres permettant d'atteindre ces critères de précision. Dans la deuxième partie du travail, nous étudions la réponse des films radiochromiques MDv2-55 pour le contrôle qualité des faisceaux d'ions carbone et protons. Nous avons en particulier observé et étudié l'effet de saturation de ces films dosimétriques pour les irradiations à TEL élevés (≥ 20 KeV/µm) dans des milieux homogènes et hétérogènes. Cet effet est dû à la forte densité d'ionisation autour de la trace de particule. Nous avons proposé et développé un modèle appelé « RADIS RAdiochromic films Dosimetry for Ions using Simulations » qui permet de prédire la réponse de ces films avec la prise en compte de cet effet de saturation. Ce modèle est basé sur la réponse des films en photons et la saturation des films à des dépôts d'énergies linéïques élevés calculée par Monte Carlo. Plusieurs types de faisceaux ont été étudiés : ions carbone, protons et photons à différentes énergies. Ces expérimentations ont été menées au Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL), au Centre de protonthérapie d'Orsay (CPO), au Centre A. Lacassagne (CAL) et au Centre Léon Bérard (CLB). A l'aide du modèle, nous pouvons ainsi reproduire la densité optique des films le long du profil de Bragg pour tous les faisceaux avec une précision meilleure que 2%
Because of the increase in dose at the end of the range of ions, dose delivery during patient treatment with hadrontherapy should be controlled with high precision. Monte Carlo codes are now considered mandatory for validation of clinical treatment planing and as a new tool for dosimetry of ion beams. In this work, we aimed to calculate the absorbed dose using Monte Carlo simulation Geant4/Gate. The ejffect on the dose calculation accuracy of dierent Geant4 parameters has been studied for mono-energetic carbon ion beams of 300 MeV/u in water. The parameters are : the production threshold of secandary particules and the maximum step limiter of the particle track. Tolerated criterion were choosen to meet the precision required in radiotherapy (2%, 2mm) and to obtain the best compromise on dose distribution and computational time.We propose here the values of parameters in order to satisfy the precision required. In the second part of this work, we will study the response of radiochromic lms MD-v2-55 for quality control in proton and carbon ion beams. We have particularly observed and studie the quenching effect of dosimetric lms for high LET (20 KeV/m) irradiations in homogeneous and heterogeneous medium. This eject is due to the high ionization density around the track of the particule. We have developped a method to predict the response of radiochromic lms taking into account the saturation effect. This model is called the RADIS model forRAdiochromic films. Dosimetry for Ions using Simulations". It is based on the response of lms under photon irradiations and the saturation of lms due to high linear energy deposit calculated by Monte Carlo. Four beams were used in this study and aimed to validate the model for hadrontherapy applications : carbon ions, protons and photons at different energies. Experiments were performed at Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL), Proton therpay center of Orsay (CPO), A. Lacassagne proton center (CAL) and Leon Berard cancer center (CLB). The model showed very good agreement between the measured and calculated optical density with an error less than 2%
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Thiam, C. O. "Dosimétrie en radiothérapie et curiethérapie par simulation Monte-Carlo GATE sur grille informatique." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00196405.

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Abstract:
Les traitements de radiothérapie nécessitent la délivrance d'une dose précise au niveau de la tumeur et une bonne connaissance de la dose dans les zones avoisinantes. Ce calcul, habituellement réalisé par les TPS, exige des outils précis et rapides. La plate-forme de simulation Monte-Carlo GATE, basée sur le code GEANT4, offre un outil performant pour les applications de la médecine nucléaire mais aussi des fonctionnalités permettant de faire des calculs dosimétriques de façon fiable et rapide. Dans cette thèse, deux études ont été menées en parallèle: la validation de la plate-forme GATE pour la modélisation de sources d'électrons et de photons de basse énergie et l'exploitation optimisée des infrastructures de grille informatique pour réduire les temps de calculs des simulations. GATE a été validé pour le calcul de points kernels de dose d'électrons mono-énergétiques et comparé avec les résultats d'autres études Monte-Carlo. Une étude détaillée a été faite sur la gestion du dépôt d'énergie au cours du transport des électrons dans GEANT4. Nous nous sommes intéressés aussi à la validation de GATE concernant le dépôt de dose de photons de très basse énergie ( < 35 keV). Pour cela, trois modèles de sources radioactives utilisés en curiethérapie et contenant de l'iode 125 (modèle 2301 de Best Medical International ; Symmetra de UroMed/Bebig et 6711 d'Amersham) ont été simulés. Plusieurs caractéristiques dosimétriques ont été étudiées selon les recommandations du groupe de travail N°43 de l'AAPM (American Association of Physicists in Medecine). Les résultats obtenus montrent une bonne concordance entre GATE et les études prises comme référence et recommandées par l'AAPM. L'utilisation de simulations Monte-Carlo dans les applications médicales pour une meilleure définition de la dose déposée dans un volume tumoral, nécessite des temps de calculs longs. Afin de réduire ces temps, nous avons exploité l'infrastructure de la grille EGEE sur laquelle nos simulations sont distribuées en utilisant des techniques novatrices pour la prise en compte de l'état de la grille de calcul. Les temps nécessaires pour la simulation d'une radiothérapie utilisant des électrons ont été réduits jusqu'à un facteur 30. Une plate-forme web basée sur le portail GENIUS a été développée pour rendre accessible de façon simple toutes les modalités de soumission et de gestion des simulations ainsi que la gestion de données médicales (informations sur les patients, images CT, IRM...) sur les ressources de la grille. L'objectif final visé est de faire de GATE un outil fiable et utilisé en clinique pour des planifications de traitements de radiothérapie avec des temps de calculs acceptables (pas plus de 12 heures de calcul).
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Thiam, Cheik Oumar. "Dosimétrie en radiothérapie et curiethérapie par simulation Monte-Carlo GATE sur grille informatique." Clermont-Ferrand 2, 2007. http://www.theses.fr/2007CLF21771.

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Abstract:
Les traitements de radiothérapie nécessitent la délivrance d'une dose précise au niveau de la tumeur et une bonne connaissance de la dose dans les zones avoisinantes. Ce calcul, habituellement réalisé par les TPS, exige des outils précis et rapides. La plate-forme de simulation Monte-Carlo GATE, basée sur le code GEANT4, offre un outil performant pour les applications de la médecine nucléaire mais aussi des fonctionnalités permettant de faire des calculs dosimétriques de façon fiable et rapide. Dans cette thèse, deux études ont été menées en parallèle : la validation de la plate-forme GATE pour la modélisation de sources d'électrons et de photons de basse énergie et l'exploitation optimisée des infrastructures de grille informatique pour réduire les temps de calculs des simulations. GATE a été validé pour le calcul de points kernels de dose d'électrons mono-énergétiques et comparé avec les résultats d'autres études Monte-Carlo. Une étude détaillée a été faite sur la gestion du dépôt d'énergie au cours du transport des électrons dans GEANT4. Nous nous sommes intéressés aussi à la validation de GATE concernant le dépôt de dose de photons de très basse énergie (inférieure 35 keV). Pour cela, trois modèles de sources radioactives utilisées en curiethérapie et contenant de l'iode 125 (modèle 2301 de Best Medical International , Symmetra de UroMed/ Bebig et 6711 d'Amersham) ont été simulés. Plusieurs caractéristiques dosimétriques ont été étudiées selon les recommandations du groupe de travail n°43 de l'AAPM (American Association of Physicists in Medecine). Les résultats obtenus montrent une bonne concordance entre GATE et les études prises comme référence et recommandées par l'AAPM. L'utilisation de simulations Monte-Carlo dans les applications médicales pour une meilleure définition de la dose déposée dans un volume tumoral, nécessite des temps de calculs longs. Afin de réduire ces temps, nous avons exploité l'infrastructure de la grille EGEE sur laquelle nos simulations sont distribuées en utilisant des techniques novatrices pour la prise en compte de l'état de la grille de calcul. Les temps nécessaires pour la simulation d'une radiothérapie utilisant des électrons ont été réduits jusqu'à un facteur de 30. Une plate-forme web basée sur le portail GENIUS a été développée pour rendre accessible de façon simple toutes les modalités de soumission et de gestion des simulations ainsi que la gestion de données médicales (informations sur les patients, images CT, IRM. . . ) sur les ressources de la grille. L'objectif final visé est de faire de GATE un outil fiable et utilisé en clinique pour des planifications de traitements de radiothérapie avec des temps de calculs acceptables (pas plus de 12 heures de calcul)
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Freudenberg, Robert, Rudi Apolle, Martin Walther, Holger Hartmann, and Jörg Kotzerke. "Molecular imaging using the theranostic agent 197(m)Hg: phantom measurements and Monte Carlo simulations." Springer Open, 2018. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A33332.

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Abstract:
Background Radiomercury 197mHg and 197Hg, henceforth referred to as 197(m)Hg, is a promising theranostic radionuclide endowed with properties that allow diagnostic and therapeutic applications. The aim of this work was to investigate the capabilities of 197(m)Hg for nuclear medicine imaging. Therefore measurements were performed by using a Philips BrightView SPECT camera. Furthermore, Monte Carlo simulations using the GATE software were performed to theoretically explore the imaging contribution from the various gamma and X-ray emissions from 197(m)Hg for a commercial clinical camera with low-energy high-resolution (LEHR) and high-energy general-purpose (HEGP) collimators. We estimated the spatial resolution by using a four-quadrant bar phantom, and we evaluated the planar and tomographic images from an abdominal phantom containing three cylindrical sources of 197(m)Hg solution. Results A good accordance between measurements and simulations was found for planar and SPECT imaging. Simulations allowed the decomposition of the detected energy spectrum into photon origins. Measurements and simulations for the bar phantom revealed that for the LEHR collimator, the 6-mm pattern could be resolved, whereas for the HEGP collimator, the resolution is about 10 mm. Furthermore, we found that no significant image distortion results from high-energy photons when using the LEHR collimator. Conclusions We demonstrated the imaging capabilities of 197(m)Hg which is essential both for diagnostic applications and to determine the in vivo biodistribution for dose calculations in therapeutic applications.
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Zahra, Mohamad Nabil. "Mesure de la dose physique par lms radiochromiques et simulation Monte Carlo pour l'hadronthérapie." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00520876.

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Abstract:
En raison des forts gradients de dose générés par les interactions des particules avec la matière, les traitements par hadronthérapie nécessitent un contrôle très précis de la dose délivrée au patient. Les codes Monte Carlo représentent des outils indispensables dans la validation des systèmes de planification de traitement utilisé en clinique. Nous nous intéressons dans cette thèse au calcul de la dose physique à l'aide des simulations Monte Carlo Geant4/Gate. Nous étudions l'ajustement de plusieurs paramètres qui peuvent influencer la précision du calcul de dose requise en clinique (2%, 2mm) pour un faisceau d'ions carbone de 300 MeV/u dans l'eau. Ces paramètres sont : le seuil de production des particules secondaires et la taille maximale d'un segment de la trace de particule. Les critères de tolérance sur la valeur et la localisation de la dose sont fixés de manière à avoir le meilleur compromis en termes de distribution spatiale et de temps de calcul. Nous proposons ici des paramètres permettant d'atteindre ces critères de précision. Dans la deuxième partie du travail, nous étudions la réponse des films radiochromiques MDv2-55 pour le contrôle qualité des faisceaux d'ions carbone et protons. Nous avons en particulier observé et étudié l'effet de saturation de ces films dosimétriques pour les irradiations à TEL élevés (≥ 20 KeV/µm) dans des milieux homogènes et hétérogènes. Cet effet est dû à la forte densité d'ionisation autour de la trace de particule. Nous avons proposé et développé un modèle appelé " RADIS RAdiochromic films Dosimetry for Ions using Simulations " qui permet de prédire la réponse de ces films avec la prise en compte de cet effet de saturation. Ce modèle est basé sur la réponse des films en photons et la saturation des films à des dépôts d'énergies linéïques élevés calculée par Monte Carlo. Plusieurs types de faisceaux ont été étudiés : ions carbone, protons et photons à différentes énergies. Ces expérimentations ont été menées au Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL), au Centre de protonthérapie d'Orsay (CPO), au Centre A. Lacassagne (CAL) et au Centre Léon Bérard (CLB). A l'aide du modèle, nous pouvons ainsi reproduire la densité optique des films le long du profil de Bragg pour tous les faisceaux avec une précision meilleure que 2%.
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Maigne, Lydia. "Dosimétrie personnalisée par simulation Monte Carlo GATE sur grille de calcul. Application à la curiethérapie oculaire." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011404.

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Abstract:
Bien que souvent assez consommatrice en temps de calcul, la méthode Monte Carlo est l'algorithme de calcul qui modélise au plus près la physique liée aux processus de dépôts d'énergie. L'idée est d'utiliser les calculs Monte Carlo dans le traitement quotidien du cancer par rayonnement pour rivaliser avec les systèmes de planification de traitement (TPS) existants dans le but de délivrer une dose absorbée à la tumeur pour des traitements spécifiques. Pour atteindre cet objectif, deux points ont été particulièrement étudiés au cours de cette thèse : la validation de la plate-forme de simulation GATE pour des applications en dosimétrie utilisant des électrons, une étude particulière est faite concernant les traitements de curiethérapie oculaire utilisant des applicateurs ophtalmiques de 106Ru/106Rh, et le déploiement des simulations GATE dans un environnement de grille pour réduire les temps de calcul très élevés de ces simulations.
Des points kernels de dose d'électrons mono-énergétiques et poly-énergétiques ont été simulés en utilisant la plate-forme GATE et comparés à d'autres codes Monte Carlo. Trois versions des packages de librairies ont été utilisées pour les comparaisons (5.2, 6.2 et 7.0). Les résultats montrent que l'implémentation de la diffusion multiple est responsable des différences observées entre les codes. Les simulations de traitements de curiethérapie oculaire comparées avec d'autres Monte Carlo et des mesures montrent un bon accord. La transcription des unités Hounsfield, à partir des données scanner sur l'anatomie du patient, en paramètres tissulaires est l'autre étude présentée pour une utilisation prochaine de GATE sur des images voxélisées pour la dosimétrie personnalisée. Les infrastructures des projets DataGrid puis d'EGEE ont été utilisées pour déployer les simulations GATE afin de réduire leur temps de calcul dans le but de les utiliser en routine clinique.
La méthode utilisée pour paralléliser les simulations GATE est la division du générateur de nombres aléatoires (RNG) en séquences indépendantes. Des tests de temps de calcul réalisés sur des bancs tests de grille montrent qu'un gain significatif est obtenu. Les fonctionnalités pour diviser, lancer et contrôler les simulations GATE sur une infrastructure de grille ont été implémentées sur le portail web GENIUS. Un premier prototype de ce portail est accessible à partir d'un centre hospitalier pour l'utilisation de la précision des algorithmes Monte Carlo de manière transparente et sécurisée pour des traitements de cancer de l'œil.
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Pham, Quang Trung. "Couplage et validation de l'extension GeantA-DNA dans la plateforme de simulation Monte Carlo GATE pour l'irradiation de molécules d'ADN dans un environnement de grille de calcul." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2014. http://www.theses.fr/2014CLF22456/document.

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Abstract:
Les méthodes de simulation Monte-Carlo s’étendent avec succès à différents domaines de la physique médicale mais aussi à différentes échelles, par exemple de la planification des traitements de radiothérapie jusqu’à une prévision des effets des rayonnements au niveau des cellules cancéreuses. La plateforme de simulation Monte-Carlo GATE, basée sur l’outil Geant4, propose des fonctionnalités dédiées aux simulations en physique médicale (médecine nucléaire et radiothérapie). Pour les applications en radiobiologie, les modèles physiques Geant4-DNA implémentés jusqu’à très basse énergie (eV) permettent d’estimer des quantités micro-dosimétriques d’intérêt. Dans le but d’implémenter une plateforme de simulation Monte-Carlo multi-échelles, nous nous sommes d’abord intéressés à la validation des modèles physiques de Geant4-DNA, puis à leur intégration dans la plateforme de simulation GATE et enfin à une validation de cette implémentation dans un contexte de radiothérapie et protonthérapie. De manière à valider les modèles physiques de Geant4-DNA, des points kernels de dose en électrons mono-énergétiques (de 10 keV à 100 keV) ont été simulés en utilisant les modèles physiques de Geant4 et de Geant4-DNA et ils ont comparés au code Monte-Carlo EGSnrc. Les parcours et pouvoirs d’arrêts des électrons (de 7,4 eV à 1 MeV) et des protons (de 1 keV à 100 MeV) calculés avec Geant4-DNA (processus et modèles préalablement intégrés dans GATE) ont ensuite été validés. Nous avons alors proposé de simuler avec la plateforme GATE l’impact de faisceaux cliniques et pré-cliniques sur l’ADN cellulaire. Nous avons ainsi modélisé un faisceau de protonthérapie de 193,1 MeV, un accélérateur linéaire en mode électrons de 6 MeV et un irradiateur RX de 250 kV. Ces simulations ont d’abord été validées en milieu aqueux par une comparaison de la dose macroscopique avec des mesures expérimentales. Les faisceaux ont ensuite été utilisés pour calculer, pour chacun d’entre eux, les fréquences de dépôts d’énergie à l’ADN. La molécule d’ADN a été simulée tout d’abord grâce à des cylindres équivalents en dimension à 10 paires de base (2 nm x 2 nm), équivalents à la taille d’un nucléosome (10 nm x 5 nm) et équivalents à la taille d’une fibre de chromatine (25 nm x 25 nm). Tous ces cylindres ont été placés aléatoirement dans un volume d’eau liquide (de rayon 500 nm). Nous avons ensuite reconstruit la molécule d’ADN dans Geant4 à partir de la lecture de fichiers PDB (Protein Data Bank) représentant douze paires de base de la molécule d’ADN et un dinucléosome (347 paires de base). Enfin, nous avons développé un outil permettant de corréler les positions de dépôts d’énergie directs dans l’eau liquide avec les coordonnées des paires de base de l’ADN, afin de calculer les nombres de cassures simple et double brin de l’ADN. Tous les calculs réalisés au cours de ce travail, ont été déployés sur l’Infrastructure de Grille Européenne ; des tests de performance sont proposés pour mesurer l’intérêt de ce type d’architecture pour les calculs Monte-Carlo
The Monte Carlo simulation methods are successfully being used in various areas of medical physics but also at different scales, for example, from the radiation therapy treatment planning systems to the prediction of the effects of radiation in cancer cells. The Monte Carlo simulation platform GATE based on the Geant4 toolkit offers features dedicated to simulations in medical physics (nuclear medicine and radiotherapy). For radiobiology applications, the Geant4-DNA physical models are implemented to track particles till very low energy (eV) and are adapted for estimation of micro-dosimetric quantities. In order to implement a multi-scale Monte Carlo platform, we first validated the physical models of Geant4-DNA, and integrated them into GATE. Finally, we validated this implementation in the context of radiation therapy and proton therapy. In order to validate the Geant4-DNA physical models, dose point kernels for monoenergetic electrons (10 keV to 100 keV) were simulated using the physical models of Geant4-DNA and were compared to those simulated with Geant4 Standard physical models and another Monte Carlo code EGSnrc. The range and the stopping powers of electrons (7.4 eV to 1 MeV) and protons (1 keV to 100 MeV) calculated with GATE/Geant4-DNA were then compared with literature. We proposed to simulate with the GATE platform the impact of clinical and preclinical beams on cellular DNA. We modeled a clinical proton beam of 193.1 MeV, 6 MeV clinical electron beam and a X-ray irradiator beam. The beams models were validated by comparing absorbed dose computed and measured in liquid water. Then, the beams were used to calculate the frequency of energy deposits in DNA represented by different geometries. First, the DNA molecule was represented by small cylinders : 2 nm x 2 nm ( 10 bp), 5 nm x 10 nm ( nucleosome) and 25 nm x 25 nm ( chromatin fiber). All these cylinders were placed randomly in a sphere of liquid water (500 nm radius). Then we reconstructed the DNA molecule in Geant4 by reading PDB (Protein Data Bank) files representing twelve base pairs of the DNA molecule and a dinucleosome (347 base pairs). Finally, we developed a tool to correlate the positions of direct energy deposit in liquid water with the coordinates of the base pairs of DNA to calculate the number of single and double strand breaks in DNA. All calculations in this work were perfomed on the European Grid Infrastructure; performance tests are available to estimate the utility of this type of architecture for Monte Carlo calculations
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Books on the topic "GATE Monte Carlo simulations"

1

Disordered alloys: Diffuse scattering and Monte Carlo simulations. Berlin: Springer Verlag, 1998.

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1944-, Binder K., ed. A guide to Monte Carlo simulations in statistical physics. 3rd ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2009.

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3

Dimitrievski, Kristian. Monte Carlo simulations of supported biomembranes and protein folding. Göteborg: Göteborg University, Department of Physics, 2006.

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4

1944-, Binder K., ed. A guide to Monte Carlo simulations in statistical physics. Cambridge: Cambridge University Press, 2000.

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5

Landau, David P. A guide to Monte Carlo simulations in statistical physics. 2nd ed. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2005.

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6

Landau, David P. A guide to Monte Carlo simulations in statistical physics. 3rd ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2009.

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7

Landau, David P. A guide to Monte Carlo simulations in statistical physics. 3rd ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2009.

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8

service), SpringerLink (Online, ed. An Introduction to Kinetic Monte Carlo Simulations of Surface Reactions. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2012.

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9

Jansen, A. P. J. An Introduction to Kinetic Monte Carlo Simulations of Surface Reactions. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2012. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-29488-4.

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10

Gallis, Michael A. On the modeling of thermochemical non-equilibrium in particle simulations. London: Imperial College of Science, Technology & Medicine, Dept. of Aeronautics, 1995.

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Book chapters on the topic "GATE Monte Carlo simulations"

1

Babiker, S., A. Asenov, J. R. Barker, and S. P. Beaumont. "Finite Element Monte Carlo Simulation of Recess Gate FETs." In Simulation of Semiconductor Devices and Processes, 226–29. Vienna: Springer Vienna, 1995. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-7091-6619-2_54.

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2

Lee, Chang-Lae, Su-Jin Park, Seung-Wan Lee, Dae-Hong Kim, Pil-Hyun Jeon, and Hee-Joung Kim. "Mouse Brain Dosimetry in Small Animal CT with GATE Monte Carlo Simulations." In IFMBE Proceedings, 1149–52. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2013. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-29305-4_301.

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3

Fernando, Sumudu, and Martin Müller. "Analyzing Simulations in Monte-Carlo Tree Search for the Game of Go." In Computers and Games, 72–83. Cham: Springer International Publishing, 2014. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-09165-5_7.

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4

Frenkel, D. "Monte Carlo Simulations." In Computer Modelling of Fluids Polymers and Solids, 83–123. Dordrecht: Springer Netherlands, 1990. http://dx.doi.org/10.1007/978-94-009-2484-0_4.

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Raabe, Gabriele. "Monte Carlo Simulations." In Molecular Simulation Studies on Thermophysical Properties, 31–82. Singapore: Springer Singapore, 2017. http://dx.doi.org/10.1007/978-981-10-3545-6_3.

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6

Deutsch, Hans-Peter. "Monte Carlo Simulations." In Derivatives and Internal Models, 167–79. London: Palgrave Macmillan UK, 2002. http://dx.doi.org/10.1057/9780230502109_12.

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7

Eugeniy, E. Mikhailov. "Monte Carlo Simulations." In Programming with MATLAB for Scientists, 149–60. Boca Raton, FL : CRC Press, Taylor & Francis Group, [2017]: CRC Press, 2018. http://dx.doi.org/10.1201/9781351228183-12.

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8

Deutsch, Hans-Peter. "Monte Carlo Simulations." In Derivatives and Internal Models, 169–81. London: Palgrave Macmillan UK, 2004. http://dx.doi.org/10.1057/9781403946089_12.

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Deutsch, Hans-Peter. "Monte Carlo Simulations." In Derivatives and Internal Models, 184–98. London: Palgrave Macmillan UK, 2009. http://dx.doi.org/10.1057/9780230234758_11.

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Earl, David J., and Michael W. Deem. "Monte Carlo Simulations." In Methods in Molecular Biology, 25–36. Totowa, NJ: Humana Press, 2008. http://dx.doi.org/10.1007/978-1-59745-177-2_2.

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Conference papers on the topic "GATE Monte Carlo simulations"

1

Branco, S., S. Jan, and P. Almeida. "Monte Carlo simulations studies in small animal PET using GATE." In 2007 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record. IEEE, 2007. http://dx.doi.org/10.1109/nssmic.2007.4436990.

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2

Ravishankar, Kathawala, Ravaioli, Hasan, and Lundstrom. "Comparison of Monte Carlo and NEGF simulations of double gate MOSFETs." In Electrical Performance of Electronic Packaging. IEEE, 2004. http://dx.doi.org/10.1109/iwce.2004.1407341.

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3

Zhu, Shufang, Kangliang Wei, Gang Du, and Xiaoyan Liu. "3D Monte Carlo simulation of Gate-All-Around Germanium nMOSFET." In 2011 International Conference of Electron Devices and Solid-State Circuits (EDSSC). IEEE, 2011. http://dx.doi.org/10.1109/edssc.2011.6117723.

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Endoh, Akira, Issei Watanabe, Akifumi Kasamatsu, and Takashi Mimura. "Monte Carlo simulation of InAlAs/InGaAs HEMTs with buried gate." In 2013 25th International Conference on Indium Phosphide and Related Materials (IPRM). IEEE, 2013. http://dx.doi.org/10.1109/iciprm.2013.6562605.

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Reuillon, R., D. R. C. Hill, C. Gouinaud, Z. El Bitar, V. Breton, and I. Buvat. "Monte Carlo simulation with the GATE software using grid computing." In the 8th international conference. New York, New York, USA: ACM Press, 2008. http://dx.doi.org/10.1145/1416729.1416762.

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6

Strologas, John, and Wei Chang. "Assessing the performance of C-SPECT cardiac tomographer using GATE-based Monte Carlo simulations." In 2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (2012 NSS/MIC). IEEE, 2012. http://dx.doi.org/10.1109/nssmic.2012.6551806.

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7

Lan, Li-Cheng, Wei Li, Ting-Han Wei, and I.-Chen Wu. "Multiple Policy Value Monte Carlo Tree Search." In Twenty-Eighth International Joint Conference on Artificial Intelligence {IJCAI-19}. California: International Joint Conferences on Artificial Intelligence Organization, 2019. http://dx.doi.org/10.24963/ijcai.2019/653.

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Abstract:
Many of the strongest game playing programs use a combination of Monte Carlo tree search (MCTS) and deep neural networks (DNN), where the DNNs are used as policy or value evaluators. Given a limited budget, such as online playing or during the self-play phase of AlphaZero (AZ) training, a balance needs to be reached between accurate state estimation and more MCTS simulations, both of which are critical for a strong game playing agent. Typically, larger DNNs are better at generalization and accurate evaluation, while smaller DNNs are less costly, and therefore can lead to more MCTS simulations and bigger search trees with the same budget. This paper introduces a new method called the multiple policy value MCTS (MPV-MCTS), which combines multiple policy value neural networks (PV-NNs) of various sizes to retain advantages of each network, where two PV-NNs f_S and f_L are used in this paper. We show through experiments on the game NoGo that a combined f_S and f_L MPV-MCTS outperforms single PV-NN with policy value MCTS, called PV-MCTS. Additionally, MPV-MCTS also outperforms PV-MCTS for AZ training.
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8

Rowedder, Blake A., Hui Wang, and Yu Kuang. "Gate Cloud: An Integration of Gate Monte Carlo Simulation with a Cloud Computing Environment." In 2014 IEEE 6th International Conference on Cloud Computing Technology and Science (CloudCom). IEEE, 2014. http://dx.doi.org/10.1109/cloudcom.2014.124.

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9

MATEOS, JAVIER, TOMÁS GONZÁLEZ, DANIEL PARDO, SYLVAIN BOLLAERT, THIERRY PARENTY, and ALAIN CAPPY. "NOISE OPTIMIZATION OF ULTRA-SHORT GATE HEMTs USING MONTE CARLO SIMULATION." In Proceedings of the 16th International Conference. WORLD SCIENTIFIC, 2001. http://dx.doi.org/10.1142/9789812811165_0055.

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10

Aldegunde, Manuel, Antonio J. Garcia-Loureiro, Antonio Martinez, and Karol Kalna. "3D Monte Carlo simulation of Tri-Gate MOSFETs using tetrahedral finite elements." In 2008 International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices (SISPAD 2008). IEEE, 2008. http://dx.doi.org/10.1109/sispad.2008.4648260.

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Reports on the topic "GATE Monte Carlo simulations"

1

Blue, James L., Isabel Beichl, and Francis Sullivan. Faster BKL Monte Carlo simulations. Gaithersburg, MD: National Institute of Standards and Technology, 1994. http://dx.doi.org/10.6028/nist.ir.5489.

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2

Toor, A., and A. A. Marchetti. Monte Carlo Simulations for Mine Detection. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), March 2000. http://dx.doi.org/10.2172/792767.

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3

Palmer, R. B., J. C. Gallardo, R. C. Fernow, Y. Torun, D. Neuffer, and D. Winn. Monte Carlo simulations of muon production. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), March 1995. http://dx.doi.org/10.2172/46704.

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4

Rambo, P. W., and J. Denavit. Monte Carlo simulations of solid-state photoswitches. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), September 1995. http://dx.doi.org/10.2172/123236.

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5

Chason, E., and B. K. Kellerman. Monte Carlo simulations of ion-enhanced island coarsening. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), August 1996. http://dx.doi.org/10.2172/378876.

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6

Aguayo Navarrete, Estanislao, John L. Orrell, and Richard T. Kouzes. Monte Carlo Simulations of Cosmic Rays Hadronic Interactions. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), April 2011. http://dx.doi.org/10.2172/1022429.

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Kroll, D. M., and G. Gompper. The Conformation of Fluid Membranes: Monte Carlo Simulations. Fort Belvoir, VA: Defense Technical Information Center, February 1992. http://dx.doi.org/10.21236/ada271695.

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8

Burns, Kimberly A. Monte Carlo Simulations for Homeland Security Using Anthropomorphic Phantoms. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), January 2008. http://dx.doi.org/10.2172/1025694.

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9

ALAM, TODD M. Monte Carlo simulations of phosphate polyhedron connectivity in glasses. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), January 2000. http://dx.doi.org/10.2172/750883.

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10

Marchetti, A. A. ,. LLNL. New Monte Carlo simulations of the LLNL pulsed-sphere experiments. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), July 1998. http://dx.doi.org/10.2172/304515.

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