Editor de contactos

1. Visión general

El Editor de contactos se utiliza para definir contactos. Los contactos forman parte del modelo eléctrico y determinan cómo se inyecta la carga en el dispositivo o cómo se extrae de él. Con este editor se establece la posición del contacto, se le da un nombre, se especifica cómo se aplica el voltaje (y su valor), y se definen las densidades de portadores y el modelo físico relevantes en el contacto. Esta página del manual ofrece una visión general de estos ajustes.

Para abrir el editor, vaya a la ventana principal, seleccione la pestaña Device y haga clic en el botón Contacts (??). Esto abre ??, que es la ventana principal del Editor de contactos.

Ventana del editor de contactos que muestra la lista de contactos definidos y sus parámetros como posición, voltaje aplicado, densidad de carga, portador mayoritario y modelo físico. — Ventana del editor de contactos — enumera los contactos definidos en la estructura del dispositivo. Cada contacto puede configurarse con su posición (superior o inferior), voltaje aplicado, densidad de carga y desplazamiento del nivel de Fermi, tipo de portador mayoritario y modelo físico (por ejemplo, Óhmico o Schottky).

Columnas del editor de contactos

Nombre: Un nombre en inglés para el contacto. Puede establecerse como cualquier etiqueta (por ejemplo, top, gate, collector).
Superior/Inferior: La posición del contacto. Las opciones incluyen Top (y0), Bottom (y1), Left (x0), Right (x1), Front (z0), Back (z1), o simplemente X, Y, Z.
Estas opciones indican la ubicación en coordenadas del contacto. - Los contactos izquierdo/derecho se utilizan a menudo para geometrías de transistor con inyección lateral. - Los contactos superior/inferior son típicos de dispositivos planares como OLED o células solares. - Los contactos X/Y/Z permiten la inyección en un punto específico del dispositivo, y suelen utilizarse para el modelado de dispositivos de gran área.
Voltaje aplicado: Define cómo se aplica el voltaje al contacto. Opciones:
- Polarización constante: Mantiene el contacto a un potencial fijo, que puede ser distinto de cero. Es útil en dispositivos multiterminal donde un terminal se fija a un voltaje determinado.
- Cambiar: El voltaje de barrido de la simulación se aplica a este contacto (por ejemplo, para simulaciones de curvas J–V).
- Tierra: Establece el contacto como referencia de 0 V.
Densidad de carga / Desplazamiento de Fermi: define la densidad de portadores en equilibrio en el contacto, de acuerdo con la estadística de Maxwell–Boltzmann:
\( n = N_c \exp\left(-\frac{E_c - E_f}{kT}\right) \),
\( p = N_v \exp\left(-\frac{E_f - E_v}{kT}\right) \).
La densidad de carga debe ser menor que la densidad efectiva de estados establecida en el editor eléctrico. El desplazamiento de Fermi indica a qué distancia se encuentra el nivel de Fermi del contacto respecto al borde de banda. Normalmente es un número positivo (dentro de la banda). Los valores negativos solo deben utilizarse en circunstancias excepcionales.
Nota: El archivo JSON almacena la densidad real de portadores; el desplazamiento de Fermi se calcula para comodidad del usuario.
Portador mayoritario: especifica si el contacto inyecta huecos o electrones como portador dominante.
Modelo físico: Describe el comportamiento eléctrico del contacto:
- Óhmico: contacto ideal, totalmente conductor.
- Totalmente bloqueante: no hay transferencia de carga a través del contacto.
- Óhmico + barrera: óhmico pero con una barrera de inyección poco profunda implementada mediante un punto de malla de frontera. Útil para simular curvas J–V en forma de S.
- Schottky: contacto de barrera rectificante, no óhmico.
ID: Columna oculta que contiene el identificador JSON del contacto. Se utiliza en scripting y automatización.

Ajustes del portador minoritario

Haga clic en la flecha desplegable Portador minoritario para mostrar la tabla de portadores minoritarios. Por defecto, la parte superior del Editor de contactos se centra en los ajustes del portador mayoritario y asume que el portador minoritario se gestionará automáticamente (es decir, de forma complementaria a la elección del mayoritario).

Ventana expandida del editor de contactos que muestra tanto las secciones de portador mayoritario como minoritario. El usuario ha pulsado el botón de portador minoritario, mostrando campos adicionales para definir el tipo de portador minoritario, el modelo y el ID junto con la configuración del portador mayoritario. — Ventana expandida del editor de contactos — en esta vista se ha abierto la sección **Portador minoritario** haciendo clic en el botón correspondiente. Además de la configuración del portador mayoritario (posición, voltaje aplicado, densidad de carga/desplazamiento del nivel de Fermi, tipo de portador mayoritario y modelo físico), los usuarios también pueden definir el *tipo de portador minoritario*, seleccionar el *modelo físico* para portadores minoritarios y ver o editar el ID del contacto para scripting.

El emparejamiento de portadores está fijado por la física: si el portador mayoritario es hueco, el portador minoritario es electrón; si el mayoritario es electrón, el minoritario es hueco. Lo que sí puede elegirse, sin embargo, son las condiciones de contorno aplicadas al portador minoritario en cada contacto (mediante el modelo físico).

Óhmico (para ambos portadores): Adecuado para dispositivos en los que ambos portadores se inyectan/extraen bien; por ejemplo, muchos diodos láser (p. ej., GaAs) con contactos altamente conductores.
Comportamiento selectivo/bloqueante: Común en células solares. Puede establecer el portador mayoritario como Óhmico (para extraerlo eficientemente) mientras hace que el Portador minoritario en el mismo electrodo sea Totalmente bloqueante (para suprimir la recombinación). Variantes como Óhmico + barrera o un modelo Schottky permiten ajustar una selectividad parcial.

En la práctica, para células solares, introducir bloqueo de portadores minoritarios en el contacto del “portador” incorrecto a menudo mejora la selectividad y puede aumentar el voltaje de circuito abierto V_OC en aproximadamente 0.1–0.2 V, dependiendo del dispositivo y de cómo estén configuradas las fronteras. Utilice la tabla de portadores minoritarios para establecer explícitamente estas condiciones de contorno.