☰
|
|
|
|
|
|
OghmaNano oferuje środowisko symulacyjne oparte na fizyce, które pozwala modelować różne elementy, takie jak struktury złączeniowe z krystalicznego krzemu, właściwości elektrostatyczne układów MOS oraz cienkowarstwowe ogniwa słoneczne z amorficznego krzemu. Zamiast traktować krzem jako jednolity materiał, oprogramowanie umożliwia wybór odpowiedniego poziomu modelowania fizycznego w zależności od rozwiązywanego problemu: pełne modelowanie transportu dryf–dyfuzja + równanie Poissona dla struktur złączeniowych, elektrostatyczną kontrolę bramki dla kondensatorów MOS oraz sprzężone modelowanie optyczne + elektryczne dla oświetlonych cienkowarstwowych struktur.
Dzięki temu OghmaNano jest przydatne zarówno w celach dydaktycznych, przy nauczaniu podstawowych zasad fizyki półprzewodników, jak i w badaniach, przy analizie właściwości urządzeń. Można badać, w jaki sposób profil domieszkowania wpływa na wewnętrzne pole w złączu PN, jak napięcie na elektrodzie sterującej zakrzywia pasma energetyczne w krzemie na granicy z SiO2, lub jak rekombinacja, na którą wpływają defekty, ogranicza napięcie w ogniwie słonecznym wykonanym z krzemu amorficznego. Jeśli potrzebujesz bardziej szczegółowych informacji na temat stosowanych algorytmów, zapoznaj się ze stroną drift–diffusion examples page oraz sekcją drift–diffusion theory section.
W przypadku urządzeń na bazie krystalicznego krzemu, OghmaNano rozwiązuje sprzężony układ równań równania dryfu i dyfuzji oraz równania Poissona bezpośrednio. Pozwala to wyjść poza ramy idealnych równań diod i zbadać wewnętrzne mechanizmy: obszar zubożenia, zakrzywienie pasm energetycznych, prądy elektronów i dziur, a także to, w jaki sposób rekombinacja SRH i rekombinacja Augera modyfikują charakterystykę prądowo-napięciową w stanie wyłączenia.
Ten schemat działania jest szczególnie przydatny do zrozumienia, w jaki sposób zachowanie się złącza krzemowego zależy od domieszkowania, czasu życia nośników, poziomu wstrzykiwania i konstrukcji obszaru kontaktu. W samouczku dotyczącym złącza krzemowego PN firma OghmaNano jest wykorzystywana do analizy, w jaki sposób rekombinacja pozostaje zlokalizowana w pobliżu złącza przy niskim napięciu i rozprzestrzenia się szerzej w urządzeniu przy wysokim napięciu w kierunku przewodzenia. Ponadto, w przejrzysty sposób odnosi się do ogólnej strony dotyczącej dryfu i dyfuzji oraz do bardziej szczegółowych stron poświęconych teorii SRH i fizyce Augera.
Zacznij od tego: Samouczek na temat diody półprzewodnikowej o strukturze PN.
OghmaNano umożliwia również modelowanie elektrostatyki kondensatora MOS, co ułatwia naukę i analizę podstawowych zasad fizycznych, na których opiera się działanie tranzystora NMOS. W tym procesie tlenek traktowany jest jako izolujący dielektryk, a krzem jako obszar, w którym występują nośniki ładunku, dzięki czemu można zbadać, w jaki sposób przyłożone napięcie na elektrodzie jest rozdzielane między tlenek a półprzewodnik oraz jak to wpływa na akumulację lub zubożenie ładunku na powierzchni.
Ta metoda stanowi przejrzysty sposób na zrozumienie fizyki urządzeń krzemowych, ponieważ uzyskane wyniki bezpośrednio odnoszą się do podstawowych pojęć omawianych w podręcznikach: potencjału powierzchni, zakrzywienia pasm energetycznych, gęstości nośników ładunku w pobliżu powierzchni oraz rozróżnienia między sterowaniem elektrostatycznym a transportem prądu. Przykłady dotyczące kondensatorów NMOS są szczególnie przydatne podczas wykładów, zajęć laboratoryjnych i samodzielnej nauki, a także w naturalny sposób łączą się z szerszym kontekstem ogólnej teorii transportu w półprzewodnikach.
Rozpocznij od: Samouczek na temat kondensatora NMOS – część A i Część B.
OghmaNano obsługuje również modelowanie urządzeń opartych na uwodornionym amorficznym krzemie (a-Si:H), w których główne ograniczenia różnią się znacznie od tych, które występują w przypadku krystalicznego krzemu. W cienkowarstwowych strukturach a-Si:H mobilność nośników jest niższa, stopień nieuporządkowania jest większy, a rekombinacja jest zazwyczaj kontrolowana przez procesy SRH, w których kluczową rolę odgrywają defekty. Wbudowane pole elektryczne tworzy się w warstwie absorbującej, a generacja optyczna musi być rozwiązywana łącznie z problemem elektrycznym.
Dzięki temu a-Si:H stanowi bardzo użyteczny przykład do badania fotonapięcia ograniczonego przez rekombinację, generacji optycznej w cienkich warstwach absorbujących oraz zależności parametrów ogniwa słonecznego od napięcia w obwodzie otwartym. OghmaNano może obliczyć profil generacji przy użyciu metody rozwiązywania równań optycznych za pomocą macierzy transferu, wprowadzić go do modelu elektrycznego, a następnie wyznaczyć wynikowe charakterystyki prądowo-napięciowe i zależność napięcia w obwodzie otwartym od parametrów ogniwa. Dodatkowe informacje na temat fizyki pułapek można znaleźć w dlaczego pułapki są potrzebne w nieuporządkowanych półprzewodnikach i nierównowagowa teoria SRH.
Zacznij tutaj: Samouczek dotyczący ogniw słonecznych wykonanych z amorficznego krzemu (a-Si:H).
Chcesz dowiedzieć się więcej?
👉 Zacznij od samouczka dotycząca złącza półprzewodnikowego, zapoznaj się z elektrostatyką kondensatora MOS, przejdź do modelowania ogniw słonecznych z krzemem amorficznym lub przejrzyj ogólne przykłady dotyczące zjawisk dryfu i dyfuzji.