Comprendre les instantanés dans OghmaNano

Qu’est-ce qu’une capture d’écran ?

Lorsque vous exécutez une simulation dans OghmaNano, le logiciel peut, de manière facultative, enregistrer les résultats intermédiaires de la simulation, appelés « instantanés ». Les instantanés représentent en fait l’état de la simulation à différents moments du calcul.

Par exemple :

• Pour une simulation de caractéristique courant-tension (C-V), il est possible d’enregistrer des données à chaque étape de la tension le long de la courbe C-V.
• Pour une simulation dynamique, il est possible d’enregistrer des instantanés à chaque pas de temps.
• Dans le cadre des simulations FDTD, les instantanés peuvent enregistrer la distribution du champ optique au fur et à mesure que l’onde électromagnétique se propage dans le domaine de simulation.

Les captures d’écran permettent d’observer l’évolution de la simulation en temps réel. Au lieu de se limiter à l’analyse du résultat final, elles offrent la possibilité de suivre les modifications de l’état interne du dispositif au cours du processus de calcul.

La fonction de création d’instantanés peut généralement être activée ou désactivée directement dans la fenêtre de l’éditeur associée au type de simulation utilisé. Par exemple, la fenêtre de l’éditeur JV présentée dans ?? contient des options permettant de contrôler la création d’instantanés.

Parfois, il est avantageux de désactiver les instantanés si vous n’êtes pas intéressé par les résultats intermédiaires, car la création d’instantanés peut augmenter considérablement les opérations d’entrée/sortie du disque et la durée de la simulation. À l’inverse, l’activation des instantanés peut fournir des informations extrêmement utiles sur la physique interne du dispositif.

Les paramètres de capture permettent également de réduire la fréquence des données enregistrées. Par exemple, au lieu d’enregistrer les données à chaque pas de temps ou à chaque point de tension, la simulation peut enregistrer les données tous les deux, trois ou quatre pas, en fonction du niveau de détail requis.

Afficher les captures d’écran.

Si vous cliquez deux fois sur un répertoire contenant des captures d’écran, OghmaNano ouvre le visualiseur de captures d’écran. Ce visualiseur vous permet de parcourir les résultats de la simulation de manière séquentielle à l’aide d’une barre de défilement.

Les instantanés peuvent stocker de nombreux types de données différents, notamment :

• Structures de bandes.
• Densités de porteurs de charge
• Cartes de répartition des pièges
• Champs électriques
• Densité de puissance optique
• Densités de courant
• Répartition des températures

Il est souvent possible d’afficher plusieurs ensembles de données simultanément, ce qui permet de comparer directement différentes grandeurs physiques pendant la simulation.

En interne, les « instantanés » ne sont que des ensembles de données enregistrées à différents moments de la simulation. Le visualiseur masque la majeure partie de la complexité sous-jacente et présente les résultats à l’aide d’une interface unifiée dotée de commandes de lecture, d’options de tracé, de commandes de mise à l’échelle et de fonctions de mappage des couleurs.

Comment fonctionne le répertoire des instantanés ?

Bien que le visualiseur d’images propose une interface simplifiée, la structure de répertoires sous-jacente est en réalité très simple.

Si vous ouvrez directement le répertoire contenant les captures d’écran dans l’explorateur de fichiers du système d’exploitation, comme illustré dans ??, vous constaterez que ce répertoire contient simplement un grand nombre de dossiers numérotés.

Chaque dossier, identifié par un numéro, correspond à un état spécifique de la simulation :

• Un point de tension dans une simulation de jonction PN.
• Un pas de temps dans une simulation transitoire.
• Une image issue d’une simulation FDTD.

Chaque dossier contient les ensembles de données associés à un état de simulation spécifique. Pour les simulations électriques, ces ensembles peuvent comprendre des grandeurs telles que :

• Énergie de la bande de conduction (Ec.csv)
• Énergie de la bande de valence (Ev.csv)
• Niveaux quasi-Fermi (Fn.csv, Fp.csv)
• Densités de porteurs de charge
• Densités de courant
• Champs électriques
• Taux de recombinaison

Les instantanés peuvent être enregistrés soit au format CSV, qui est lisible par l’utilisateur, soit au format binaire compact, exactement comme décrit dans Comprendre les fichiers de sortie dans OghmaNano.

En général, les instantanés constituent l’un des moyens les plus efficaces de comprendre ce qui se passe physiquement à l’intérieur d’une simulation, car ils révèlent l’état interne du dispositif au fur et à mesure que le solveur évolue vers la solution finale.