Sondes de sortie dans OghmaNano

Que sont les sondes ?

Souvent, lors d’une simulation, vous souhaitez surveiller un point spécifique à l’intérieur du dispositif en fonction du nombre d’étapes de simulation. Par exemple, vous pourriez vouloir surveiller la bande de conduction, la densité de porteurs ou le champ électrique en un point particulier du maillage, en fonction de la tension ou du temps.

Une façon d’y parvenir serait d’utiliser système de capture d’instantanés, enregistrez toutes les captures d’écran de la simulation sur le disque, puis utilisez un script externe MATLAB ou Python pour extraire le point requis de chaque fichier de sortie. Il s’agit souvent d’une approche efficace, car elle permet d’accéder intégralement à l’état complet de la simulation.

Cependant, une méthode beaucoup plus rapide consiste à utiliser des sondes de sortie.

Les sondes de sortie interceptent efficacement les fichiers de résultats de la simulation avant qu’ils ne soient enregistrés sur le disque, extraient une valeur spécifique de l’ensemble de données, puis génèrent automatiquement un nouveau graphique en fonction de l’étape de simulation.

Par exemple, si la simulation génère le fichier suivant :

Ec.csv

Ce modèle contient le profil énergétique de la bande de conduction à travers le dispositif. Une sonde peut alors accéder à cet ensemble de données, extraire la valeur à un point spécifique de la grille et générer automatiquement un nouvel ensemble de données illustrant l’évolution de cette valeur en fonction de la tension ou du temps.

Dans la pratique, cela permet de surveiller en continu les quantités à l’intérieur de l’appareil, sans avoir à traiter manuellement de vastes répertoires contenant des données instantanées.

Configuration des sondes

L’éditeur de sondes peut être ouvert à partir du ruban « Automatisation » qui apparaît dans ??.

Dans cet exemple, la sonde surveille le fichier :

Ec.csv

ce qui correspond au profil d’énergie de la bande de conduction à l’intérieur du dispositif.

La sonde est activée et configurée pour extraire le cinquième point du maillage le long de l’axe des y. Dans cet exemple, le dispositif est unidimensionnel et comporte dix points de maillage, ce qui signifie que la sonde extrait la valeur située approximativement au milieu du dispositif.

Les sondes ne se limitent pas à l’extraction de points isolés d’un maillage. Elles peuvent également être configurées pour calculer des valeurs moyennes, des valeurs minimales, des valeurs maximales et d’autres grandeurs réduites, en fonction du type d’analyse requis.

Sur le plan conceptuel, les sondes fonctionnent en surveillant les fichiers qui sont créés pendant la simulation et en extrayant automatiquement des données de ces fichiers afin de générer un autre graphique continu.

Résultats de la sonde.

Une fois la simulation terminée, un répertoire intitulé « probes » apparaîtra dans le navigateur de sortie de la simulation, comme illustré dans ??.

Dans cet exemple, le fichier généré est le suivant :

Ec_z0_x0_y5.csv

ce qui correspond à l’énergie de la bande de conduction extraite au point du maillage :

z=0, x=0, y=5

Si ce fichier est ouvert, OghmaNano trace automatiquement la quantité surveillée en fonction du pas de simulation, comme illustré dans ??.

L’utilisation de sondes de cette manière permet de surveiller en continu des paramètres tels que les potentiels, les densités de porteurs, les taux de recombinaison et les champs électriques à des endroits précis à l’intérieur du dispositif.

Étant donné que les sondes réduisent automatiquement la quantité de données pendant la simulation, elles évitent la nécessité de traiter manuellement un grand nombre d’instantanés à l’aide de scripts externes.

En interne, les signaux de sortie des sondes utilisent les mêmes paramètres. Format de sortie d’OghmaNano comme tous les autres résultats de simulation, il peut donc être enregistré soit sous forme de fichier CSV lisible par l’utilisateur, soit sous forme de fichier binaire compact.