Baza danych materiałowych: Część B – Jak uzyskać dane n–k?

1. Pozyskiwanie danych n/k.

Najszybszym sposobem na znalezienie potrzebnych informacji jest przeszukanie literatury. Poszukaj wartości optycznych swojego materiału w publikacjach, a najlepiej w dodatkowych materiałach (Supplementary Information – SI), gdzie autorzy czasami udostępniają surowe dane w postaci tabel. Jeśli dostępne są tylko wykresy, nadal można odzyskać wartości liczbowe (patrz narzędzia do digitalizacji poniżej).

• Potrzebujesz: albo...
  • Zależność długości fali od n oraz zależność długości fali od k (gdzie zespolony współczynnik załamania wynosi N = n + i k), lub
  • Długość fali w funkcji α (współczynnika absorpcji).
• Należy zwrócić uwagę na następujące jednostki: długość fali w metrach (m); n i k są liczbami bezwymiarowymi; α w m−1 (w razie potrzeby przelicz z cm−1).
• Unikaj wykresów oznaczonych jako „a.u.” lub „znormalizowane do 1” przy analizie absorpcji – nie można ich używać bezpośrednio w symulacjach.

Jeśli znajdziesz wartość k(λ), ale nie znasz wartości α, możesz dokonać konwersji za pomocą wzoru α(λ) = 4π k(λ) / λ (λ w metrach daje α w m−1). Kreator importu danych OghmaNano umożliwia przyporządkowanie kolumn i obsługuje standardowe konwersje jednostek (np. nm → m, μm → m, eV → m poprzez λ = hc/E).

2. Praktyczne wskazówki dotyczące wyszukiwania.

• Przykładowe zapytania w Google Scholar: “<material name>” optical constants, ellipsometry n k, absorption coefficient.
• Wykonaj wyszukiwanie obrazów, jeśli podejrzewasz, że dostępne są tylko dane liczbowe: <material name> n k lub <material name> absorption coefficient (a następnie przekonwertuj je na format cyfrowy).
• Wypróbuj sprawdzone źródła: site:refractiveindex.info <material name> – zawierają one informacje na temat wielu popularnych materiałów.

3. Digitalizacja danych liczbowych ze zdjęć (w przypadku braku innych źródeł).

Jeśli w artykule przedstawiono jedynie wykres, skorzystaj z jednego z wymienionych, sprawdzonych narzędzi, aby wyodrębnić dane i zapisać je w formacie CSV:

• WebPlotDigitizer – darmowe narzędzie dostępne w przeglądarce, szeroko stosowane; umożliwia kalibrację osi, automatyczne/ręczne śledzenie i eksport do formatu CSV.
• PlotDigitizer – dostępne wersje online (bezpłatna) i desktopowa (płatna); automatyczne śledzenie krzywych, eksport do formatów CSV/Excel/Matlab/Python.
• DigitizeIt – aplikacja desktopowa (dla systemów Windows/Mac/Linux) umożliwiająca automatyczną lub ręczną digitalizację oraz eksport danych do formatów CSV/Excel.

Gdy już uzyskasz tabele przedstawiające zależność λ od n, λ od k lub λ od α, zapisz je jako proste pliki tekstowe/CSV z dwiema kolumnami (długość fali w metrach). Zaimportuj je za pomocą kreatora OghmaNano, aby wykonać wszelkie niezbędne konwersje jednostek i walidacje przed użyciem w symulacjach.

4. Dane w formatach nm/n/k.

OghmaNano zazwyczaj akceptuje dane wejściowe tylko w jednostkach SI i w jednym standardowym formacie. Jednakże, w wyjątkowych przypadkach, OghmaNano może również odczytywać pliki w formacie długość fali (nm), n, k ??. Pliki te można umieścić w katalogu oghma_local/materials z rozszerzeniem .nk (np. ito.nk). Jeśli takie pliki zostaną znalezione, pojawią się one w bazie danych materiałów ??. Należy zauważyć, że ten format jest przeznaczony wyłącznie do zapewnienia kompatybilności z zewnętrznymi bazami danych, które udostępniają stałe optyczne w nanometrach, n i k. Materiały przechowywane w ten sposób mają ograniczone możliwości: nie można do nich dodawać dodatkowych właściwości, takich jak parametry elektryczne lub widma emisji. To sprawia, że pliki .nk stanowią specjalny format, odpowiedni tylko wtedy, gdy nie są dostępne dane w jednostkach SI.