ویرایشگر فصل مشترک
1. نمای کلی
ویرایشگر فصل مشترک پدیدههای انتقال الکترونیکی را که در مرزهای مواد رخ میدهند کنترل میکند. فصل مشترکها بهطور خودکار برای هر جفت لایه مجاور در ساختار دستگاه فهرست میشوند. بهصورت پیشفرض، حاملهای بار میتوانند مطابق با گرادیان باندهای رسانش یا ظرفیت از فصل مشترکها رانش و نفوذ کنند: حاملهایی که از نظر انرژی به سمت بالا حرکت میکنند با سد مواجه میشوند و با سهولت کمتری عبور میکنند، در حالی که حاملهایی که از نظر انرژی به سمت پایین حرکت میکنند بهراحتی عبور میکنند. ویرایشگر فصل مشترک این مدل پایه drift–diffusion را با معرفی مکانیزمهای انتقال اضافی گسترش میدهد که میتوانند، برای مثال، به گذارهای دشوار رو به بالا کمک کنند. ویرایشگر را با کلیک روی آیکون Interfaces (میلههای قرمز، سبز، آبی) در نوار Electrical باز کنید.
2. پارامترها
- تونلزنی مستقیم (الکترون / حفره) — تونلزنی کوانتومی مستقیم حاملها از میان سد فصل مشترک را فعال میکند. بر اساس مدلی که در بخش نظریه توصیف شده است: \[ J = A(n-n^{eq})V \exp\left(-B\sqrt{\phi}\right), \] که در آن \(A\) دارای واحد m·s\(^{-1}\)·V\(^{-1}\) است، \(B\) بدونبعد است (پارامتر برازش)، \(\phi\) ارتفاع سد، \(V\) بایاس اعمالشده، و \(d\) ضخامت فصل مشترک است. کلیدهای جداگانهای برای الکترونها و حفرهها وجود دارد که هرکدام مقادیر A/B مخصوص به خود را دارند.
- تونلزنی آلی — یک حالت ویژه که در هتروجانکشنهای آلی کاربرد دارد، که در آن حاملها به حالتهای تله موضعی در فصل مشترک رانش میکنند. همانطور که در بخش نظریه توضیح داده شده است، جریان تونلزنی برای حفرهها بهصورت زیر بیان میشود: \[ J_p = q T_{h}\left((p_{1}-p_{1}^{eq})-(p_{0}-p_{0}^{eq})\right), \] و برای الکترونها \[ J_n = -q T_{e}\left((n_{1}-n_{1}^{eq})-(n_{0}-n_{0}^{eq})\right), \] که در آن \(T_h\) و \(T_e\) ثابتهای نرخ هستند که از طریق کلیدهای ویرایشگر تنظیم میشوند.
- دوپینگ فصل مشترک (LHS/RHS) — یک لایه بار با ضخامت یک نقطه مش را در سمت چپ (LHS) یا سمت راست (RHS) فصل مشترک اعمال میکند. مقادیر میتوانند مثبت یا منفی باشند، و این امکان را فراهم میکنند که انباشت یا تهیشدگی بار بینفصلی شبیهسازی شود. این موضوع برای مدلسازی بار بهدامافتاده در مرزها یا جابهجایی ولتاژ آستانه در OFETها مفید است.
3. کاربرد در شبیهسازی
فرایندهای فصل مشترک تأثیر زیادی بر انتقال جریان و ویژگیهای دستگاه دارند:
- تونلزنی زمانی غالب است که سدها نازک باشند یا وقتی که hopping یاریشده با تله در فصل مشترکهای آلی–آلی ممکن باشد.
- دوپینگ فصل مشترک لایههای نقص باردار یا مهندسی عمدی فصل مشترک را تقلید میکند و خمیدگی باند موضعی و سدهای تزریق را تغییر میدهد.
با ترکیب این مکانیزمها، ویرایشگر فصل مشترک به شما اجازه میدهد فیزیک واقعبینانه دستگاه را در هتروساختارهای آلی و هیبریدی ثبت کنید، از تونلزنی یاریشده با تله در OLEDها تا اثرات بار فصل مشترک در OFETها.