出力ファイル
一般に、SSD を搭載した最新のコンピュータであっても、ディスクへの書き込みは低速です。機械式ディスクのシーク速度は、 その歴史を通じてほとんど向上していません。そのため、多くの場合、出力データをハードディスクに書き込むことが、 シミュレーション全体で最も時間のかかる部分になります。デフォルトでは、OghmaNano はすべての出力ファイルをディスクに 書き込みます。これは、新しいユーザーが OghmaNano が提供できる出力を把握できるようにするためです。しかし、 シミュレーションを高速化するには、ディスクに書き込むデータ量を制限する必要があります。シミュレーションエディタウィンドウ (定常状態、時間領域など)には、ディスクにダンプするデータ量を決定するオプションがあります。これは図 19.1 に示されています。
[H]
「Output verbosity to disk」オプションは、「None」と「write everything to disk」の間で切り替えることができます。「None」が 選択されると、シミュレーション結果でさえ書き込まれず、ディスクには何も出力されません。「write everything to disk」が選択されると、シミュレーションはすべてをディスクにダンプします。したがって、JV 曲線およびソルバーのすべての内部変数が ディスクに書き込まれ、ユーザーはシミュレーションの進行中にキャリア密度、フェルミ準位、ポテンシャルなどがどのように変化するかを 調べることができます(セクション 19.1 を参照)。「Output verbosity to disk」の下にある 2 番目のオプション 「dump trap distribution」は、エネルギーおよび位置空間におけるトラップ分布を書き出します。セクション [sec:trapmap] を参照してください。
Snapshots ディレクトリ - dir
Snapshots ディレクトリ(図 19.2 を参照)により、ユーザーはソルバーのすべての内部パラメータをプロットできます。例えば図 19.3 では、Snapshots ツールを 使用して、伝導帯、価電子帯、および準フェルミ準位を電圧の関数としてプロットしています。スライダを使用して異なる電圧を 表示できます。
Trap_map ディレクトリ - dir
Trap_map ディレクトリには、位置とエネルギー深さの関数としてのトラップ内キャリアの分布と密度が含まれます。 例を図 19.4 に示します [sec:trapmap]
Optical snapshots - dir
光学シミュレーションの結果を含みます。
Cache - dir
コンピュータに計算をさせることは、全体として低速な処理です。結果を事前計算してルックアップテーブルに保存する方が はるかに高速です。これにより計算を大幅に高速化できます。Cache ディレクトリは、そのような事前計算の結果を保存します。 必要であれば削除できますが、OghmaNano は実行時に再作成します。
Equilibrium ディレクトリ
ソルバーはシミュレーションを開始する前に、暗所で 0V 印加バイアスのデバイス方程式を解きます。この計算結果は このディレクトリに保存されます。これを行う実際的な理由は、Newton 法が与えられた問題に対して妥当な初期推定値を 与えた場合にのみ機能するからです。したがって、ソルバーを開始するために、暗所 0V におけるキャリア密度を推定し、 次に Newton 法を用いて暗所 0V における正確なキャリア密度分布を計算します(結果は Equilibrium ディレクトリに保存されます)。 その後、この点から出発して、たとえば照射下 +1V のような他の解へ進むことができます。
光学シミュレーション
| JSON トークン | 意味 | 単位 | Ref |
|---|---|---|---|
| \(J_{photo}\) | 光電流密度 \(Am^{-2}\) | ||
| \(I_{photo}\) | 光電流 \(A\) |
ファイル形式
OghmaNano に関連するほぼすべての入力ファイルおよび出力ファイルは人間が読める形式であり、つまりそのまま テキストファイルです。すべての出力ファイルは、入力ファイルと同様に、gnuplot/excel で直接プロットできます。 出力ファイルは現在 .dat と呼ばれていますが、単なるテキストファイルです。すべての設定ファイルは json 形式なので、 直接編集することも、python の json ライブラリを使用して編集することもできます。
.dat ファイル
このタイプのファイルは単純なテキストファイルであり、excel やその他の任意のプロットプログラムにインポートできます。 x と y の 2 列のデータが含まれています。また、単位などの情報を含むプリアンブルもファイルに含まれています。 OghmaNano は .dat ファイルから .csv ファイルへ移行しつつあります。
.csv ファイル
これは予想どおりの単純な csv ファイルで、任意のテキストエディタにインポートできます。ファイルの最初の行は、 単位などの情報を含む json 文字列です。これは無視してかまいません。2 行目は x/y データを人間が読める形式で説明し、 その後の残りの部分にデータが含まれます。
バイナリ .csv ファイル - 人間が読めない ファイル
場合によっては、テキストファイルをダンプするのが現実的でないことがあります。たとえば 3D 構造を扱う場合です。この場合、 OghmaNano は csv ファイルで使用されるのと同じ json ヘッダをダンプし、その後にデータを表す一連の C float を ダンプします。