Επικοινωνήστε με τον συντάκτη.

1. Επισκόπηση

Main simulation window showing the 3D device structure and toolbar. The Contacts editor can be opened by clicking the Contacts button in the main window toolbar on the left. — Κύριο παράθυρο προσομοίωσης — εμφανίζει τη δομή της συσκευής σε τρισδιάστατη προβολή. Ο επεξεργαστής επαφών μπορεί να ανοιχτεί κάνοντας κλικ στο κουμπί "Επαφές" στην αριστερή εργαλειοθήκη. Αυτό επιτρέπει στον χρήστη να ορίσει τις ιδιότητες της επαφής, όπως η συνάρτηση εργασίας, η εκλεκτικότητα και οι συνθήκες διεπαφής.

Ο επεξεργαστής «Επαφές» χρησιμοποιείται για τον ορισμό των επαφών. Οι επαφές αποτελούν μέρος του ηλεκτρικού μοντέλου και καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο φορτίο εισάγεται ή αφαιρείται από τη συσκευή. Με αυτόν τον επεξεργαστή, ορίζετε τη θέση της επαφής, της δίνετε ένα όνομα, καθορίζετε τον τρόπο εφαρμογής της τάσης (και την τιμή) και ορίζετε τις σχετικές πυκνότητες φορέων και το φυσικό μοντέλο στην επαφή. Αυτή η σελίδα του εγχειριδίου παρέχει μια επισκόπηση αυτών των ρυθμίσεων.

Για να ανοίξετε τον επεξεργαστή, μεταβείτε στο κύριο παράθυρο, επιλέξτε την καρτέλα «Συσκευή» και κάντε κλικ στο κουμπί «Επαφές» (??). Αυτό θα ανοίξει το ??, το οποίο είναι το κύριο παράθυρο επεξεργασίας επαφών.

Contact editor window showing the list of defined contacts and their parameters such as position, applied voltage, charge density, majority carrier, and physical model. — Παράθυρο επεξεργασίας επαφών — εμφανίζει τις επαφές που έχουν οριστεί στη δομή της συσκευής. Κάθε επαφή μπορεί να ρυθμιστεί ως προς τη θέση της (πάνω ή κάτω), την εφαρμοσμένη τάση, την πυκνότητα φορτίου και την μετατόπιση της στάθμης Fermi, τον τύπο των φορέων πλειονότητας και το φυσικό μοντέλο (π.χ., ωμική ή Schottky).

Επικοινωνία με τον συντάκτη των στηλών.

Όνομα: Ένα αγγλικό όνομα για την επαφή. Μπορεί να οριστεί σε οποιαδήποτε ετικέτα (π.χ., κορυφή, πύλη, συλλέκτης).
Άνω/Κάτω: Η θέση της επαφής. Οι επιλογές περιλαμβάνουν Top (y0), Bottom (y1), Left (x0), Right (x1), Front (z0), Back (z1) ή απλά X, Y, Z. Αυτά υποδεικνύουν τη θέση των συντεταγμένων της επαφής. - Οι αριστερές/δεξιές επαφές χρησιμοποιούνται συχνά για τρανζίστορ με πλευρική έγχυση. - Οι άνω/κάτω επαφές είναι τυπικές για επίπεδες συσκευές, όπως οι OLED ή τα ηλιακά κύτταρα. - Οι επαφές X/Y/Z επιτρέπουν την έγχυση σε ένα συγκεκριμένο σημείο της συσκευής και χρησιμοποιούνται συχνά για τη μοντελοποίηση συσκευών μεγάλης επιφάνειας.
Εφαρμοσμένη τάση: Καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο εφαρμόζεται η τάση στην επαφή. Επιλογές:
- Σταθερή πόλωση: Διατηρεί την επαφή σε σταθερό δυναμικό, το οποίο μπορεί να είναι μη μηδενικό. Χρήσιμο σε συσκευές με πολλαπλά άκρα, όπου ένα άκρο είναι σταθεροποιημένο σε μια συγκεκριμένη τάση.
- Αλλαγή: Η τάση που χρησιμοποιείται στην προσομοίωση εφαρμόζεται σε αυτή την επαφή (π.χ. για προσομοιώσεις καμπυλών J–V).
- Γείωση: Θέτει την επαφή σε δυναμικό 0 V (αναφορά).
Πυκνότητα φορτίου / μετατόπιση Fermi: ορίζει την ισορροπημένη πυκνότητα φορέων στην επαφή, σύμφωνα με τη στατιστική Maxwell–Boltzmann: \( n = N_c \exp\left(-\frac{E_c - E_f}{kT}\right) \), \( p = N_v \exp\left(-\frac{E_f - E_v}{kT}\right) \). Η πυκνότητα φορτίου θα πρέπει να είναι μικρότερη από την αποτελεσματική πυκνότητα καταστάσεων που ορίζεται στον ηλεκτρικό επεξεργαστή. Η μετατόπιση Fermi υποδεικνύει πόσο μακριά βρίσκεται το επίπεδο Fermi της επαφής από την άκρη της ζώνης. Συνήθως, αυτή είναι μια θετική τιμή (εντός της ζώνης). Οι αρνητικές τιμές θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο σε εξαιρετικές περιπτώσεις. Σημείωση: Το αρχείο JSON αποθηκεύει την πραγματική πυκνότητα φορέων. Η μετατόπιση Fermi υπολογίζεται για τη διευκόλυνση του χρήστη.
Κύριος φορέας: καθορίζει εάν η επαφή εγχέει οπές ή ηλεκτρόνια ως τον κυρίαρχο φορέα.
Φυσικό μοντέλο: Περιγράφει την ηλεκτρική συμπεριφορά της επαφής:
- Ωμική: ιδανική, τέλεια αγώγιμη επαφή.
- Πλήρης απόφραξη: δεν επιτρέπεται η μεταφορά φορτίου μέσω της επαφής.
- Ωμικό + φραγμός: Ωμική συμπεριφορά, αλλά με έναν ρηχό φραγμό ένεσης που εφαρμόζεται μέσω ενός σημείου πλέγματος ορίου. Χρήσιμο για την προσομοίωση καμπυλών J–V σε σχήμα S.
- Σχότκι: Μη ωμική, ανορθωτική επαφή φραγμού.
Αναγνωριστικό: Κρυφή στήλη που περιέχει το αναγνωριστικό JSON για την επαφή. Χρησιμοποιείται σε σενάρια και αυτοματοποιημένες διαδικασίες.

Ρυθμίσεις μειονοτικών φορέων

Κάντε κλικ στο αναπτυσσόμενο μενού "Μειονοτικός φορέας" για να εμφανιστεί ο πίνακας "Μειονοτικός φορέας". Από προεπιλογή, το επάνω μέρος του επεξεργαστή επαφών εστιάζει στις ρυθμίσεις του "Κύριου φορέα" και υποθέτει ότι ο "Μειονοτικός φορέας" θα διαχειρίζεται αυτόματα (δηλαδή, συμπληρωματικά με την επιλογή του κύριου φορέα).

Expanded Contact editor window showing both majority and minority carrier sections. The user has clicked the minority carrier button, revealing additional fields for defining minority carrier type, model, and ID alongside the majority carrier settings. — Επεκτεταμένο παράθυρο επεξεργασίας επαφών — σε αυτή την προβολή, η ενότητα των μειονοτικών φορέων έχει ανοίξει με κλικ στο αντίστοιχο κουμπί. Εκτός από τη διαμόρφωση των πλειονοτικών φορέων (θέση, εφαρμοσμένη τάση, πυκνότητα φορτίου/απόκλιση επιπέδου Fermi, τύπος πλειονοτικών φορέων και φυσικό μοντέλο), οι χρήστες μπορούν επίσης να ορίσουν τον τύπο των μειονοτικών φορέων, να επιλέξουν το φυσικό μοντέλο για τους μειονοτικούς φορείς και να δουν ή να επεξεργαστούν το αναγνωριστικό επαφής για σενάρια.

Ο συνδυασμός των φορέων φορτίου καθορίζεται από τη φυσική: εάν ο κυρίαρχος φορέας είναι ο οπή, ο δευτερεύων φορέας είναι το ηλεκτρόνιο· εάν ο κυρίαρχος είναι το ηλεκτρόνιο, ο δευτερεύων είναι η οπή. Ωστόσο, αυτό που μπορείτε να επιλέξετε είναι οι οριακές συνθήκες που εφαρμόζονται στον δευτερεύοντα φορέα σε κάθε επαφή (μέσω του φυσικού μοντέλου).

Ωμική (για τους δύο τύπους φορέων): Κατάλληλη για συσκευές στις οποίες και οι δύο τύποι φορέων εγχέονται/εξάγονται αποτελεσματικά – για παράδειγμα, πολλές δίοδοι λέιζερ (π.χ. GaAs) με άρισμα αγώγιμα ηλεκτρόδια.
Επιλεκτική/Αποκλειστική συμπεριφορά: Συνηθισμένη στις ηλιακές κυψέλες. Μπορείτε να ρυθμίσετε τη συμπεριφορά των πλειοψηφικών φορέων ώστε να είναι Ωμική (για αποτελεσματική εξαγωγή), ενώ ταυτόχρονα να κάνετε τους μειοψηφικούς φορείς στο ίδιο ηλεκτρόδιο να αποκλείονται πλήρως (για να καταστείλει την ανασύνθεση). Παραλλαγές όπως η Ωμική + φραγμός ή ένα μοντέλο Schottky σας επιτρέπουν να ρυθμίσετε την μερική επιλεκτικότητα.

Στην πράξη, στις ηλιακές κυψέλες, η εισαγωγή φραγμού για τους φορείς μειονοτήτων στην «λανθασμένη» επαφή φορέων συχνά βελτιώνει την εκλεκτικότητα και μπορεί να αυξήσει την τάση ανοικτού κυκλώματος VOC κατά περίπου 0,1–0,2 V, ανάλογα με τη συσκευή και τον τρόπο με τον οποίο διαμορφώνονται τα όρια. Χρησιμοποιήστε τον πίνακα των φορέων μειονοτήτων για να ορίσετε ρητά αυτές τις οριακές συνθήκες.