Σπίτι Παραδείγματα Στιγμιότυπα οθόνης Εγχειρίδιο χρήστη Λογότυπο της Bluesky YouTube ☰
OghmaNano Πλατφόρμα προσομοίωσης πολλαπλών φυσικών πεδίων για οπτοηλεκτρονικές συσκευές και φωτονικά συστήματα. Λήψη Οδηγός γρήγορης εκκίνησης

Προσομοίωση συσκευών μεγάλης επιφάνειας – Μέρος Β: Εκτέλεση της σάρωσης και ερμηνεία της αντίστασης και της πτώσης τάσης.

Βήμα 1: Εκτελέστε την προσομοίωση σάρωσης.

Ξεκινήστε τη σάρωση κάνοντας κλικ. Εκτέλεση προσομοίωσης. (μπλε τρίγωνο) ή πατώντας F9. Η έξοδος της κονσόλας θα αρχίσει να εμφανίζεται σε πραγματικό χρόνο (δείτε ??).

Terminal output during scanning simulation showing solve node z and x indices
Κατά τη διάρκεια της σάρωσης, το OghmaNano εξετάζει το πλέγμα σημείο προς σημείο. Ο αλγόριθμος υπολογίζει την αντίσταση κάθε σημείου της κάτω επιφάνειας προς την επαφή εξαγωγής και αναφέρει τους δείκτες των κόμβων (z και x στην προκειμένη περίπτωση).

Αυτό που συμβαίνει σε φυσικό επίπεδο είναι απλό: το OghmaNano αντιμετωπίζει την επαφή ως ένα τρισδιάστατο αντιστάσιμο δίκτυο. Στη συνέχεια, εφαρμόζει μια ηλεκτρική διέγερση σε ένα σημείο του πλέγματος στην κάτω επιφάνεια, επιλύει το ηλεκτρικό κύκλωμα, υπολογίζει μια αποτελεσματική αντίσταση προς την επάνω επαφή εξαγωγής και επαναλαμβάνει αυτή τη διαδικασία για το επόμενο σημείο.

Για μια σάρωση 40 × 40, αυτό σημαίνει 40 × 40 = 1600 ξεχωριστές λύσεις κυκλωμάτων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η σάρωση μπορεί να διαρκέσει αρκετό χρόνο. Δεν εκτελείτε μια ενιαία σάρωση JV· εκτελείτε πολλές μικρές λύσεις DC για να δημιουργήσετε έναν χωρικό χάρτη.

💡 Πρακτική σημείωση: Εάν αυξήσετε σημαντικά την ανάλυση της σάρωσης, ο χρόνος εκτέλεσης αυξάνεται περίπου ανάλογα με τον αριθμό των σημείων σάρωσης. Η υψηλότερη ανάλυση παρέχει μια πιο καθαρή απεικόνιση, αλλά απαιτεί περισσότερο χρόνο.

Βήμα 2: Κατανόηση του ηλεκτρικού δικτύου.

Η ανάλυση της σάρωσης ελέγχεται από το ηλεκτρικό πλέγμα, το οποίο ορίζεται στην καρτέλα "Ηλεκτρικά" κάτω από την ενότητα "Ηλεκτρικό πλέγμα" (δείτε ??). Σε αυτό το παράδειγμα, χρησιμοποιούμε 40 × 40 σημεία στο επίπεδο x–z. Η κατεύθυνση y καθορίζεται από τη στοίβα των στρωμάτων (δηλαδή, ο επιλυτής γνωρίζει την κάθετη διακριτοποίηση από τα στρώματα που ορίζετε).

Electrical mesh editor showing 40 by 40 points in x and z
Ρυθμίσεις του ηλεκτρικού πλέγματος. Το 40 × 40 είναι συνήθως μια καλή ισορροπία μεταξύ χωρικής ανάλυσης και χρόνου εκτέλεσης για διερευνητικές εργασίες.

Ως γενική κατευθυντήρια γραμμή:

Βήμα 3: Αρχεία εξόδου που παράγονται από τη σάρωση.

Όταν ολοκληρωθεί η σάρωση, μεταβείτε στην καρτέλα "Έξοδος". Θα πρέπει να δείτε αρχεία παρόμοια με αυτά που εμφανίζονται στην ??.

OghmaNano output tab listing device.csv, electrical_links.csv, electrical_nodes.csv, spm_R.csv, spm_R_x.csv, and Vlost_spm.csv
Τα αρχεία εξόδου που παράγονται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σάρωσης. Τα κύρια αποτελέσματα είναι ο χάρτης αντίστασης (spm_R.csv), η τομή του (spm_R_x.csv) και ο χάρτης απώλειας τάσης (Vlost_spm.csv).
Table 1: Key files produced by the scanning contact simulation
Όνομα αρχείου Περιγραφή
electrical_links.csvΛίστα των αντιστάσεων (πλευρών) στο τρισδιάστατο πλέγμα του κυκλώματος.
electrical_nodes.csvΛίστα κόμβων κυκλώματος (θέσεις και συνδεσιμότητα) στο τρισδιάστατο πλέγμα.
spm_R.csvΧάρτης αντίστασης μικροσκοπίας σάρωσης με ανιχνευτική βελόνα (αποτελεσματική αντίσταση έναντι θέσης)
spm_R_x.csvΔιατομή 1D μέσω του spm_R.csv που δείχνει την αντίσταση σε όλη τη συσκευή.
Vlost_spm.csvΕκτιμώμενη πτώση τάσης (ΔV) σε κάθε σημείο σάρωσης λόγω της αντίστασης επαφής.

Βήμα 4: Προβολή των χαρτών και των διατομών αντίστασης.

Resistance map of the device showing low resistance near extraction bar and metallic mesh
Χάρτης αντίστασης (spm_R.csv). Χαμηλή αντίσταση παρατηρείται κοντά στη ράβδο εξαγωγής και στις γραμμές του μεταλλικού πλέγματος· η υψηλότερη αντίσταση εμφανίζεται συνήθως στο εσωτερικό ενός κυψελωτού διαμερίσματος, μακριά από αυτά.
Resistance slice plot showing resistance increasing away from the contact with periodic dips near metal lines
Η αντίσταση σε κάθε διατομή από το spm_R_x.csv αυξάνεται όσο αυξάνεται η απόσταση από την άκρη της εξαγωγής, με περιοδικές μειώσεις στα σημεία όπου η διατομή περνά κοντά σε μεταλλικά τμήματα του πλέγματος.

Κάντε διπλό κλικ στο spm_R.csv για να δείτε τον χάρτη αντίστασης (δείτε ??). Η χρωματική κλίμακα απεικονίζει την αποτελεσματική αντίσταση μεταξύ κάθε σημείου της κάτω επιφάνειας και της επαφής εξαγωγής.

Σε αυτό το παράδειγμα, οι αντιστάσεις είναι της τάξης των ohms, κάτι που αποτελεί μια φυσικά λογική κλίμακα για τη διασπορά του ρεύματος στις εκτυπωμένες επαφές. Ωστόσο, σημειώστε ότι τιμές που πλησιάζουν τις λίγες δεκάδες ohms δεν είναι ευνοϊκές για πολλές συσκευές: μια διαδρομή 30–40 Ω από την ενεργή περιοχή στην εξωτερική επαφή μπορεί να μειώσει σημαντικά τον αποτελεσματικό συντελεστή πλήρωσης (σε φωτοβολταϊκά) ή να προκαλέσει ανομοιομορφία στη φωτεινότητα (σε OLED).

Κάντε διπλό κλικ στο spm_R_x.csv για να δείτε μια τομή 1D του χάρτη (??). Αυτό το διάγραμμα απεικονίζει με σαφήνεια τις φυσικές ιδιότητες:

Αυτό είναι το βασικό διαγνωστικό στοιχείο: σας δείχνει όχι μόνο πόσο κακή είναι η επαφή, αλλά και πού είναι κακή, και επομένως ποια γεωμετρική/υλική τροποποίηση θα την επιδιορθώσει.

Βήμα 6: Διαμόρφωση της σάρωσης (Επεξεργαστής μικροσκοπίας με σαρώνουσα άκρη)

Η σάρωση που μόλις εκτελέσατε έχει διαμορφωθεί χρησιμοποιώντας τον επεξεργαστή Μικροσκοπίας με Σάρωση με Νόσο (SPM). Μπορείτε να τον ανοίξετε από την κορδέλα του επεξεργαστή (δείτε ??).

Editors ribbon highlighting scanning probe microscopy editor
Ανοίξτε τον επεξεργαστή μικροσκοπίας με ανιχνευτική βελόνα για να διαμορφώσετε τη σάρωση.
Scanning probe microscopy editor configuration with applied voltage and scan section
Διαμόρφωση σάρωσης SPM: εφαρμοσμένη τάση και τμήμα σάρωσης.

Το παράθυρο διαμόρφωσης (??) σας επιτρέπει να επιλέξετε την εφαρμοσμένη τάση και αν η σάρωση θα καλύπτει ολόκληρη τη συσκευή ή ένα υποσύνολο αυτής. Τα υποσύνολα είναι χρήσιμα για γρήγορες επαναλήψεις όταν σας ενδιαφέρει μόνο μια συγκεκριμένη περιοχή.

Βήμα 7: Επεξεργασία της ειδικής αντίστασης του υλικού (και γιατί είναι σημαντικό)

Για να εξερευνήσετε τις διάφορες επιλογές σχεδιασμού, μπορείτε να τροποποιήσετε τις ηλεκτρικές παραμέτρους κάθε αγώγιμου στρώματος. Στην καρτέλα «Δομή συσκευής», κάντε κλικ στην επιλογή «Ηλεκτρικές παράμετροι» για να ανοίξετε τον επεξεργαστή ηλεκτρικών παραμέτρων (??). Εδώ μπορείτε να εισαγάγετε τις μετρούμενες τιμές αντίστασης για τα δικά σας υλικά και να προβλέψετε άμεσα πώς θα συμπεριφερθεί μια επαφή σε μεγαλύτερη κλίμακα.

Electrical parameter editor showing series resistivity setting for conducting layers
Επεξεργαστής ηλεκτρικών παραμέτρων: επεξεργαστείτε την ειδική αντίσταση για στρώματα, όπως το PEDOT:PSS.

Αυτός ο τύπος παραμετρικής διερεύνησης είναι ακριβώς το ζητούμενο της δημιουργίας μοντέλων: μπορείτε να ποσοτικοποιήσετε εάν ένα καλύτερο πολυμερές, ένα πυκνότερο πλέγμα ή μια διαφορετική διάταξη εξαγωγής θα σας προσφέρει τη μεγαλύτερη βελτίωση στην απόδοση, προτού δεσμευτείτε στην κατασκευή.

👉 Επόμενο βήμα: Συνεχίστε στο Μέρος C για να επεξεργαστείτε τη γεωμετρία της επαφής (βήμα πλέγματος, πλάτος γραμμής, διάταξη εξαγωγής) και να βελτιστοποιήσετε την απόδοση.