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1. Panoramica1. Panoramica

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. — Finestra principale di simulazione: visualizza la struttura del dispositivo in una rappresentazione tridimensionale. L’editor dei contatti può essere aperto facendo clic sul pulsante «Contatti» nella barra degli strumenti a sinistra. Questo consente all’utente di definire le proprietà dei contatti, come la funzione di lavoro, la selettività e le condizioni dell’interfaccia.Finestra principale di simulazione: visualizza la struttura del dispositivo in una rappresentazione tridimensionale. L’editor dei contatti può essere aperto facendo clic sul pulsante «Contatti» nella barra degli strumenti a sinistra. Questo consente all’utente di definire le proprietà dei contatti, come la funzione di lavoro, la selettività e le condizioni dell’interfaccia.

L’editor Contatti viene utilizzato per definire i contatti. I contatti fanno parte del modello elettrico e determinano come la carica viene immessa o estratta dal dispositivo. Con questo editor è possibile impostare la posizione del contatto, assegnargli un nome, specificare come viene applicata la tensione (e il valore) e definire le densità di portatori e il modello fisico pertinenti nel punto di contatto. Questa pagina del manuale fornisce una panoramica di queste impostazioni.L’editor Contatti viene utilizzato per definire i contatti. I contatti fanno parte del modello elettrico e determinano come la carica viene immessa o estratta dal dispositivo. Con questo editor è possibile impostare la posizione del contatto, assegnargli un nome, specificare come viene applicata la tensione (e il valore) e definire le densità di portatori e il modello fisico pertinenti nel punto di contatto. Questa pagina del manuale fornisce una panoramica di queste impostazioni.

Per aprire l’editor, accedere alla finestra principale, selezionare la scheda «Dispositivo» e fare clic sul pulsante «Contatti» (??). In questo modo si aprirà ??, che è la finestra principale dell’editor dei contatti.Per aprire l’editor, accedere alla finestra principale, selezionare la scheda «Dispositivo» e fare clic sul pulsante «Contatti» (??). In questo modo si aprirà ??, che è la finestra principale dell’editor dei contatti.

Contact editor window showing the list of defined contacts and their parameters such as position, applied voltage, charge density, majority carrier, and physical model. — Finestra di modifica dei contatti: elenca i contatti definiti nella struttura del dispositivo. Ogni contatto può essere configurato specificandone la posizione (superiore o inferiore), la tensione applicata, la densità di carica e lo spostamento del livello di Fermi, il tipo di portatore di carica predominante e il modello fisico (ad esempio, ohmico o Schottky).Finestra di modifica dei contatti: elenca i contatti definiti nella struttura del dispositivo. Ogni contatto può essere configurato specificandone la posizione (superiore o inferiore), la tensione applicata, la densità di carica e lo spostamento del livello di Fermi, il tipo di portatore di carica predominante e il modello fisico (ad esempio, ohmico o Schottky).

Contatta la redazione.Contatta la redazione.

Nome: un nome in inglese per il contatto. È possibile impostare qualsiasi etichetta (ad esempio, «punto principale», «cancello», «collettore»).Nome: un nome in inglese per il contatto. È possibile impostare qualsiasi etichetta (ad esempio, «punto principale», «cancello», «collettore»).
Superiore/Inferiore: indica la posizione del contatto. Le opzioni disponibili sono Top (y0), Bottom (y1), Left (x0), Right (x1), Front (z0), Back (z1) oppure semplicemente X, Y, Z. Queste opzioni indicano le coordinate della posizione del contatto. - I contatti laterali (sinistro/destro) vengono spesso utilizzati per le geometrie dei transistor con iniezione laterale. - I contatti superiori/inferiori sono tipici per i dispositivi planari, come gli OLED o le celle solari. - I contatti X/Y/Z consentono l’iniezione in un punto specifico del dispositivo e vengono spesso utilizzati per la modellazione di dispositivi di grandi dimensioni.Superiore/Inferiore: indica la posizione del contatto. Le opzioni disponibili sono Top (y0), Bottom (y1), Left (x0), Right (x1), Front (z0), Back (z1) oppure semplicemente X, Y, Z. Queste opzioni indicano le coordinate della posizione del contatto. - I contatti laterali (sinistro/destro) vengono spesso utilizzati per le geometrie dei transistor con iniezione laterale. - I contatti superiori/inferiori sono tipici per i dispositivi planari, come gli OLED o le celle solari. - I contatti X/Y/Z consentono l’iniezione in un punto specifico del dispositivo e vengono spesso utilizzati per la modellazione di dispositivi di grandi dimensioni.
Tensione applicata: definisce come viene applicata la tensione al contatto. Opzioni:
- Polarizzazione costante: mantiene il contatto a un potenziale fisso, che può essere diverso da zero. Utile nei dispositivi a più terminali, in cui un terminale è mantenuto a una tensione predefinita.
- Modifica: la tensione di scansione della simulazione viene applicata a questo contatto (ad esempio, per le simulazioni della curva corrente-tensione).
- Massa: imposta il contatto a un potenziale di riferimento di 0 V.
Tensione applicata: definisce come viene applicata la tensione al contatto. Opzioni:
- Polarizzazione costante: mantiene il contatto a un potenziale fisso, che può essere diverso da zero. Utile nei dispositivi a più terminali, in cui un terminale è mantenuto a una tensione predefinita.
- Modifica: la tensione di scansione della simulazione viene applicata a questo contatto (ad esempio, per le simulazioni della curva corrente-tensione).
- Massa: imposta il contatto a un potenziale di riferimento di 0 V.
Densità di carica/spostamento di Fermi: definisce la densità di portatori all’equilibrio nel punto di contatto, in base alla statistica di Maxwell-Boltzmann: \( n = N_c \exp\left(-\frac{E_c - E_f}{kT}\right) \), \( p = N_v \exp\left(-\frac{E_f - E_v}{kT}\right) \). La densità di carica deve essere inferiore alla densità di stati effettiva impostata nell’editor elettrico. Lo spostamento di Fermi indica la distanza tra il livello di Fermi del contatto e il bordo della banda. In genere, questo valore è positivo (all’interno della banda). I valori negativi devono essere utilizzati solo in circostanze eccezionali. Nota: il file JSON memorizza la densità di portatori effettiva; lo spostamento di Fermi viene calcolato per facilità d’uso.Densità di carica/spostamento di Fermi: definisce la densità di portatori all’equilibrio nel punto di contatto, in base alla statistica di Maxwell-Boltzmann: \( n = N_c \exp\left(-\frac{E_c - E_f}{kT}\right) \), \( p = N_v \exp\left(-\frac{E_f - E_v}{kT}\right) \). La densità di carica deve essere inferiore alla densità di stati effettiva impostata nell’editor elettrico. Lo spostamento di Fermi indica la distanza tra il livello di Fermi del contatto e il bordo della banda. In genere, questo valore è positivo (all’interno della banda). I valori negativi devono essere utilizzati solo in circostanze eccezionali. Nota: il file JSON memorizza la densità di portatori effettiva; lo spostamento di Fermi viene calcolato per facilità d’uso.
Portatore di carica prevalente: indica se il contatto inietta lacune o elettroni come portatore di carica dominante.Portatore di carica prevalente: indica se il contatto inietta lacune o elettroni come portatore di carica dominante.
Modello fisico: descrive il comportamento elettrico del contatto:
- Ohmico: contatto ideale, che conduce perfettamente la corrente.
- Blocco totale: non avviene alcun trasferimento di carica attraverso il contatto.
- Comportamento ohmico + barriera: comportamento ohmico, ma con una barriera di iniezione poco profonda, realizzata tramite un punto di discretizzazione sul contorno. Utile per simulare curve J–V a forma di S.
- Contatto di Schottky: contatto a barriera raddrizzante, caratterizzato da una resistenza non lineare.
Modello fisico: descrive il comportamento elettrico del contatto:
- Ohmico: contatto ideale, che conduce perfettamente la corrente.
- Blocco totale: non avviene alcun trasferimento di carica attraverso il contatto.
- Comportamento ohmico + barriera: comportamento ohmico, ma con una barriera di iniezione poco profonda, realizzata tramite un punto di discretizzazione sul contorno. Utile per simulare curve J–V a forma di S.
- Contatto di Schottky: contatto a barriera raddrizzante, caratterizzato da una resistenza non lineare.
ID: colonna nascosta che contiene l’identificatore JSON del contatto. Viene utilizzata negli script e nei processi di automazione.ID: colonna nascosta che contiene l’identificatore JSON del contatto. Viene utilizzata negli script e nei processi di automazione.

Impostazioni per i portatori di minoranzaImpostazioni per i portatori di minoranza

Fare clic sulla freccia del menu a tendina relativa al «portatore di carica minoritaria» per visualizzare la tabella dei «portatori di carica minoritaria». Per impostazione predefinita, la parte superiore dell’editor dei contatti si concentra sulle impostazioni del «portatore di carica maggioritaria» e presuppone che il «portatore di carica minoritaria» venga gestito automaticamente (ovvero, in modo complementare alla scelta del portatore maggioritario).Fare clic sulla freccia del menu a tendina relativa al «portatore di carica minoritaria» per visualizzare la tabella dei «portatori di carica minoritaria». Per impostazione predefinita, la parte superiore dell’editor dei contatti si concentra sulle impostazioni del «portatore di carica maggioritaria» e presuppone che il «portatore di carica minoritaria» venga gestito automaticamente (ovvero, in modo complementare alla scelta del portatore maggioritario).

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. — Finestra ampliata dell’editor di contatti: in questa visualizzazione, la sezione relativa ai portatori minoritari è stata aperta facendo clic sul pulsante corrispondente. Oltre alla configurazione dei portatori maggioritari (posizione, tensione applicata, densità di carica/offset del livello di Fermi, tipo di portatore maggioritario e modello fisico), gli utenti possono anche definire il tipo di portatore minoritario, selezionare il modello fisico per i portatori minoritari e visualizzare o modificare l’ID del contatto per la programmazione.Finestra ampliata dell’editor di contatti: in questa visualizzazione, la sezione relativa ai portatori minoritari è stata aperta facendo clic sul pulsante corrispondente. Oltre alla configurazione dei portatori maggioritari (posizione, tensione applicata, densità di carica/offset del livello di Fermi, tipo di portatore maggioritario e modello fisico), gli utenti possono anche definire il tipo di portatore minoritario, selezionare il modello fisico per i portatori minoritari e visualizzare o modificare l’ID del contatto per la programmazione.

La coppia di portatori di carica è determinata dalle leggi della fisica: se il portatore di carica prevalente è la lacuna, il portatore di carica minoritario è l’elettrone; se il portatore prevalente è l’elettrone, il portatore minoritario è la lacuna. Ciò che è possibile scegliere, tuttavia, sono le condizioni al contorno applicate al portatore di carica minoritario in corrispondenza di ciascun contatto (tramite il modello fisico).La coppia di portatori di carica è determinata dalle leggi della fisica: se il portatore di carica prevalente è la lacuna, il portatore di carica minoritario è l’elettrone; se il portatore prevalente è l’elettrone, il portatore minoritario è la lacuna. Ciò che è possibile scegliere, tuttavia, sono le condizioni al contorno applicate al portatore di carica minoritario in corrispondenza di ciascun contatto (tramite il modello fisico).

Comportamento ohmico (valido per entrambi i tipi di portatori di carica): adatto per dispositivi in cui entrambi i tipi di portatori di carica vengono iniettati/estratti in modo efficiente, ad esempio molti diodi laser (come quelli in GaAs) dotati di contatti altamente conduttivi.Comportamento ohmico (valido per entrambi i tipi di portatori di carica): adatto per dispositivi in cui entrambi i tipi di portatori di carica vengono iniettati/estratti in modo efficiente, ad esempio molti diodi laser (come quelli in GaAs) dotati di contatti altamente conduttivi.
Comportamento selettivo/bloccante: è una caratteristica comune nelle celle solari. È possibile impostare la conduzione predominante in modalità ohmica (per estrarre in modo efficiente le cariche) e, contemporaneamente, rendere la conduzione delle cariche minoritarie completamente bloccante sullo stesso elettrodo (per sopprimere la ricombinazione). Varianti come la combinazione di una conduzione ohmica e una barriera, o un modello Schottky, consentono di regolare la selettività in modo parziale.Comportamento selettivo/bloccante: è una caratteristica comune nelle celle solari. È possibile impostare la conduzione predominante in modalità ohmica (per estrarre in modo efficiente le cariche) e, contemporaneamente, rendere la conduzione delle cariche minoritarie completamente bloccante sullo stesso elettrodo (per sopprimere la ricombinazione). Varianti come la combinazione di una conduzione ohmica e una barriera, o un modello Schottky, consentono di regolare la selettività in modo parziale.

Nella pratica, per le celle solari, l’introduzione di una barriera al flusso dei portatori di carica minoritari nel contatto «errato» spesso migliora la selettività e può aumentare la tensione a circuito aperto VOC di circa 0,1–0,2 V, a seconda del dispositivo e della configurazione dei suoi bordi. Utilizzare la tabella relativa ai portatori di carica minoritari per definire esplicitamente queste condizioni al contorno.Nella pratica, per le celle solari, l’introduzione di una barriera al flusso dei portatori di carica minoritari nel contatto «errato» spesso migliora la selettività e può aumentare la tensione a circuito aperto VOC di circa 0,1–0,2 V, a seconda del dispositivo e della configurazione dei suoi bordi. Utilizzare la tabella relativa ai portatori di carica minoritari per definire esplicitamente queste condizioni al contorno.