Interface editor

1. 概要

Interface editor は、材料境界で発生する電子輸送現象を制御します。 界面は、デバイス構造内の隣接する各レイヤー対について自動的に一覧表示されます。デフォルトでは、 電荷キャリアは伝導帯または価電子帯の勾配に従って界面を越えて drift および diffusion します。 エネルギー的に 上り坂 を移動するキャリアは障壁に遭遇し、通過しにくくなりますが、 エネルギー的に 下り坂 を移動するキャリアは容易に通過します。Interface editor は、 この基本的な drift–diffusion モデルに追加の輸送機構を導入し、たとえば通常は困難な上り坂遷移を 助けることができます。エディタは、Electrical リボンの Interfaces アイコン（赤、緑、青のバー）をクリックして開きます。

2. パラメータ

• 直接トンネリング（電子 / 正孔） — キャリアが 界面障壁を通して直接量子トンネリングすることを有効にします。理論セクションで説明されているモデルに基づきます: \[ J = A(n-n^{eq})V \exp\left(-B\sqrt{\phi}\right), \] ここで \(A\) の単位は m·s\(^{-1}\)·V\(^{-1}\)、\(B\) は無次元の（フィット）パラメータ、 \(\phi\) は障壁高さ、\(V\) は印加バイアス、\(d\) は界面厚さです。 電子と正孔について別々のトグルがあり、それぞれ独自の A/B 値を持ちます。
• 有機トンネリング — 有機ヘテロ接合で適用可能な特別な場合であり、 キャリアが界面に局在したトラップ状態へ drift します。理論セクションで説明されているように、 トンネリング電流は次式で表されます: \[ J_p = q T_{h}\left((p_{1}-p_{1}^{eq})-(p_{0}-p_{0}^{eq})\right), \] 正孔については上式、電子については \[ J_n = -q T_{e}\left((n_{1}-n_{1}^{eq})-(n_{0}-n_{0}^{eq})\right), \] ここで \(T_h\) および \(T_e\) は、エディタのトグルを介して設定される速度定数です。
• 界面ドーピング (LHS/RHS) — 界面の左側 (LHS) または右側 (RHS) に、 メッシュ 1 点の厚さを持つシート電荷を適用します。値は正にも負にもでき、 界面における電荷蓄積または電荷枯渇をシミュレーションできます。 これは、境界におけるトラップ電荷や OFET のしきい値電圧シフトをモデル化するのに有用です。

3. シミュレーションにおける適用

界面過程は、電流輸送およびデバイス特性に強く影響します:

• トンネリング は、障壁が薄い場合や、有機–有機界面でトラップ支援ホッピングが 可能な場合に支配的になります。
• 界面ドーピング は、帯電した欠陥層や意図的な界面 エンジニアリングを模擬し、局所的なバンド湾曲と注入障壁を変化させます。

これらの機構を組み合わせることで、Interface editor は 有機およびハイブリッドヘテロ構造における現実的なデバイス物理を捉えることを可能にします。 たとえば、OLED におけるトラップ支援トンネリングから、 OFET における界面電荷効果まで扱うことができます。