Automatisation et scripts

1. Pourquoi automatiser les simulations ?

Une fois qu’une structure de dispositif est mise en place, l’étape suivante consiste souvent à se poser des questions telles que : « Que se passe-t-il avec le rendement de ma cellule solaire si je modifie la mobilité de la couche active ? » ou « Comment la longueur d’onde d’émission de mon laser évolue-t-elle si je fais varier l’épaisseur du puits quantique ? » Pour répondre à ces questions, il faut modifier systématiquement un ou plusieurs paramètres du matériau ou du dispositif sur une plage de valeurs et analyser les données obtenues. L’automatisation est également essentielle pour l’ajustement et l’extraction des paramètres. Dans de nombreux cas, le modèle est ajusté aux mesures expérimentales, telles qu’une courbe J–V mesurée, afin d’extraire des paramètres physiquement significatifs (par exemple, les mobilités, les taux de recombinaison ou les propriétés de contact). Effectuer ces ajustements manuellement est lent, sujet aux erreurs et difficile à reproduire.

Au-delà de l’optimisation individuelle, les simulations automatisées permettent de générer de grands ensembles de données cohérents en faisant varier les paramètres ou les structures des dispositifs de manière contrôlée, ce qui est très pratique. Ces ensembles de données sont de plus en plus précieux pour l’analyse statistique et pour l’entraînement de modèles d’apprentissage automatique, où des milliers, voire des millions de simulations peuvent être nécessaires. Dans tous ces cas, l’automatisation offre une méthode évolutive et fiable pour explorer les différents paramètres de conception, extraire les paramètres et mieux comprendre la physique des dispositifs.

2. Exemples d’automatisation

OghmaNano propose différentes méthodes pour automatiser les simulations, en fonction de votre niveau d’expérience en programmation et de la complexité de la tâche :

1. Fenêtre de balayage des paramètres : Le fenêtre de balayage des paramètres vous permet de modifier un ou plusieurs paramètres par étapes à l’aide de l’interface graphique. Aucune connaissance en programmation n’est requise, ce qui en fait un outil idéal pour des études exploratoires rapides. Cette méthode couvre la plupart des cas d’utilisation courants où vous souhaitez simplement observer l’influence d’un paramètre sur les résultats.

2. Programmation en Python : Pour un contrôle plus précis, OghmaNano prend en charge Scripting en PythonPython est un langage de programmation open source, largement utilisé dans le domaine du calcul scientifique, et il offre une grande flexibilité pour automatiser l’exécution de tâches répétitives à grande échelle ou pour s’intégrer à des outils d’analyse externes.

3. Programmation en MATLAB : Une autre possibilité est de Programmation en langage de script MATLABMATLAB est un logiciel bien connu de nombreux scientifiques et ingénieurs, mais il s’agit d’un logiciel commercial. GNU Octave est une alternative gratuite, bien qu’il ne prenne actuellement pas entièrement en charge le format JSON.

4. Génération de données par apprentissage automatique : des processus automatisés peuvent générer de vastes ensembles de données cohérents en faisant varier systématiquement les structures des dispositifs, les paramètres des matériaux ou les conditions de fonctionnement, afin de les utiliser dans des modèles d’apprentissage automatique.

5. Ajustement et extraction de paramètres automatisés : l’automatisation peut également être utilisée pour ajuster les données expérimentales en exécutant le modèle de manière répétée, par exemple lors de l’extraction de paramètres à partir de courbes J–V ou de spectres optiques mesurés.

3. Comment fonctionne l’automatisation en coulisses.

Toutes ces approches reposent sur le même principe fondamental : le fichier de simulation OghmaNano.sim.oghma) est systématiquement mis à jour, et le moteur principal (oghma_core.exe) est exécuté afin de générer de nouveaux résultats. Un point essentiel à comprendre est que sim.oghma il s’agit simplement d’une archive ZIP contenant un fichier JSON.sim.json). Ce format de fichier est décrit plus en détail. iciSi vous pouvez modifier ce fichier JSON, en utilisant Python, MATLAB ou tout autre outil... tout langage de programmation (C, C++, Java, Perl, PHP, Ruby, etc.) – vous pouvez automatiser OghmaNano.