Strona główna Przykłady Zrzuty ekranu Instrukcja obsługi Logo Bluesky. YouTube ☰
OghmaNano Platforma do symulacji wielofizycznych procesów zachodzących w optoelektronicznych urządzeniach i systemach fotonicznych. POBIERZ Przewodnik szybkiego uruchomienia

Symulacja działania urządzeń o dużej powierzchni – część B: przeprowadzanie pomiarów i interpretacja wyników dotyczących rezystancji i spadku napięcia.

Krok 1: Uruchom symulację skanowania.

Uruchom skanowanie, klikając. Uruchom symulację. (niebieski trójkąt) lub naciśnięcie F9Wyniki działania programu będą wyświetlane w oknie terminala (patrz: ...). ??).

Terminal output during scanning simulation showing solve node z and x indices
W trakcie skanowania OghmaNano analizuje siatkę punkt po punkcie. Program oblicza efektywny opór między każdym punktem dolnej warstwy a punktem styku, a następnie raportuje indeksy węzłów (w tym przypadku „z” i „x”).

Na poziomie fizycznym proces ten jest prosty: OghmaNano traktuje połączenie jako trójwymiarową sieć rezystorów. Następnie przykłada napięcie do jednego z punktów siatki na dolnej powierzchni, rozwiązuje obwód, oblicza efektywną rezystancję do górnego punktu połączenia i powtarza ten proces dla kolejnego punktu.

W przypadku skanowania o wymiarach 40 × 40 oznacza to 40 × 40 = 1600 oddzielnych obliczeń dla każdego obwodu. Dlatego skanowanie może trwać dość długo. Nie wykonujesz pojedynczego skanu JV; wykonujesz wiele małych obliczeń DC, aby stworzyć mapę przestrzenną.

💡 Praktyczna wskazówka: Jeśli znacząco zwiększysz rozdzielczość skanowania, czas przetwarzania wzrośnie proporcjonalnie do liczby punktów skanowania. Wyższa rozdzielczość zapewnia bardziej szczegółową mapę, ale wymaga więcej czasu.

Krok 2: Zrozumienie zasad działania sieci elektrycznej.

Rozdzielczość skanowania jest kontrolowana przez siatkę elektryczną, którą definiuje się w zakładce „Elektryczna”, w sekcji „Siatka elektryczna” (patrz ??). W tym przykładzie używamy siatki składającej się z 40 × 40 punktów w płaszczyźnie x–z. Kierunek y jest określany przez układ warstw (czyli solver zna pionową dyskretyzację na podstawie zdefiniowanych przez użytkownika warstw).

Electrical mesh editor showing 40 by 40 points in x and z
Ustawienia siatki elektrycznej. Wartość 40 × 40 zazwyczaj stanowi dobry kompromis między rozdzielczością przestrzenną a czasem obliczeń, co jest szczególnie ważne podczas wstępnych badań.

Orientacyjnie:

Krok 3: Pliki wyjściowe generowane podczas skanowania.

Po zakończeniu skanowania przejdź do zakładki „Wyniki”. Powinieneś zobaczyć pliki podobne do tych, które znajdują się w ??.

OghmaNano output tab listing device.csv, electrical_links.csv, electrical_nodes.csv, spm_R.csv, spm_R_x.csv, and Vlost_spm.csv
Pliki wyjściowe generowane podczas procesu skanowania. Najważniejsze wyniki to mapa rezystancji (spm_R.csv), jej przekrój (spm_R_x.csv) oraz mapa strat napięcia (Vlost_spm.csv).
Table 1: Key files produced by the scanning contact simulation
Nazwa pliku Opis
electrical_links.csvLista elementów o charakterystyce rezystancyjnej (krawędzi) w trójwymiarowej siatce obwodu.
electrical_nodes.csvLista węzłów obwodu (ich położenia i połączenia) w trójwymiarowej siatce.
spm_R.csvMapa rezystancji uzyskana za pomocą mikroskopii rastrowej z sondą (efektywna rezystancja w funkcji położenia).
spm_R_x.csvPrzekrój 1D przez spm_R.csv przedstawiający rozkład rezystancji w całym urządzeniu.
Vlost_spm.csvSzacowana wartość spadku napięcia (ΔV) w każdym punkcie pomiarowym spowodowana rezystancją kontaktową.

Krok 4: Przeglądanie map i przekrojów przedstawiających rozkład oporności.

Resistance map of the device showing low resistance near extraction bar and metallic mesh
Mapa oporu (spm_R.csv). Najniższy opór występuje w pobliżu listwy do pobierania próbek i linii siatki metalowej; najwyższy opór zazwyczaj występuje głęboko wewnątrz komórki, z dala od obu tych elementów.
Resistance slice plot showing resistance increasing away from the contact with periodic dips near metal lines
Wartość rezystancji w przekroju spm_R_x.csv rośnie wraz ze wzrostem odległości od krawędzi obszaru, z którego pobierane są próbki, przy czym okresowo obserwuje się jej spadek w miejscach, gdzie przekrój przechodzi blisko segmentów metalowej siatki.

Kliknij dwukrotnie spm_R.csv, aby wyświetlić mapę oporności (patrz ??). Skala kolorów przedstawia efektywną oporność między każdym punktem na dolnej powierzchni a punktem styku.

W tym przykładzie wartości rezystancji wynoszą kilka omów, co jest wartością fizycznie sensowną dla rozkładu prądu w drukowanych stykach. Należy jednak pamiętać, że wartości zbliżające się do kilkudziesięciu omów nie są korzystne dla wielu urządzeń: ścieżka o rezystancji 30–40 omów między aktywną częścią a zewnętrznym stykiem może znacząco zmniejszyć efektywny współczynnik wypełnienia (PV) lub powodować nierównomierne rozłożenie jasności (OLED).

Kliknij dwukrotnie spm_R_x.csv, aby wyświetlić przekrój mapy w jednym wymiarze (??). Ten wykres w sposób jasny przedstawia zasady fizyczne:

To jest kluczowy element diagnostyki: pozwala nie tylko ocenić, jak poważny jest problem z połączeniem, ale także określić, gdzie dokładnie występuje, a tym samym, jakie zmiany w geometrii lub materiale byłyby potrzebne, aby go naprawić.

Krok 6: Konfiguracja skanowania (edytor do mikroskopii skanującej).

Wykonane przed chwilą skanowanie zostało skonfigurowane za pomocą edytora do mikroskopii skanującej (SPM). Można go otworzyć z poziomu paska narzędzi edytora (patrz ??).

Editors ribbon highlighting scanning probe microscopy editor
Otwórz edytor do obsługi mikroskopii skanującej, aby skonfigurować skanowanie.
Scanning probe microscopy editor configuration with applied voltage and scan section
Konfiguracja skanowania SPM: przyłożone napięcie i obszar skanowania.

Okno konfiguracji (??) umożliwia wybranie napięcia i określenie, czy skanowanie ma obejmować całe urządzenie, czy tylko jego część. Wybór części urządzenia jest przydatny, gdy chcemy szybko przetestować określony obszar.

Krok 7: Edycja wartości oporu elektrycznego materiału (i dlaczego jest to ważne).

Aby przeanalizować różne warianty konstrukcyjne, można modyfikować parametry elektryczne każdej warstwy przewodzącej. W zakładce „Struktura urządzenia” kliknij „Parametry elektryczne”, aby otworzyć edytor parametrów elektrycznych (??). Tutaj można wprowadzić zmierzone wartości rezystywności dla własnych materiałów i natychmiast przewidzieć, jak będzie się zachowywać powiększony kontakt.

Electrical parameter editor showing series resistivity setting for conducting layers
Edytor parametrów elektrycznych: umożliwia edycję wartości rezystywności dla warstw, takich jak PEDOT:PSS.

Tego typu parametryczne analizy to właśnie sedno modelowania: pozwalają one ocenić, czy zastosowanie lepszego polimeru, bardziej zwartej siatki lub innego układu elementów konstrukcyjnych przyniesie największe korzyści pod względem wydajności, zanim rozpocznie się proces produkcji.

👉 Następny krok: przejdź do sekcji Część C, aby edytować geometrię kontaktu (gęstość siatki, szerokość linii, układ elementów) i zoptymalizować wydajność.