Sondy pomiarowe w OghmaNano.

Czym są sondy?

Często podczas symulacji chcemy monitorować określony punkt wewnątrz urządzenia w zależności od kroku symulacji. Na przykład, możemy chcieć monitorować pasmo przewodnictwa, gęstość nośników lub pole elektryczne w danym punkcie siatki w zależności od napięcia lub czasu.

Jednym ze sposobów na osiągnięcie tego celu byłoby wykorzystanie system tworzenia migawekzapisz wszystkie migawki symulacji na dysku, a następnie użyj zewnętrznego skryptu MATLAB lub Python, aby wyodrębnić wymagane dane z każdego pliku wyjściowego. Często jest to skuteczne rozwiązanie, ponieważ zapewnia pełny dostęp do wszystkich danych symulacji.

Jednak znacznie szybszą metodą jest wykorzystanie sond pomiarowych.

Narzędzia do analizy danych skutecznie przechwytują pliki wyjściowe symulacji jeszcze przed zapisaniem ich na dysku, wyodrębniają określoną wartość z zestawu danych, a następnie automatycznie generują nowy wykres, przedstawiający zależność od kroku symulacji.

Na przykład, jeśli symulacja wygeneruje plik o nazwie:

Ec.csv

która zawiera profil energii pasma przewodnictwa w całym urządzeniu. Sonda może przechwycić te dane, wyodrębnić wartość w jednym punkcie siatki i automatycznie utworzyć nowy zestaw danych, pokazujący, jak ta wartość zmienia się w zależności od napięcia lub czasu.

W praktyce umożliwia to ciągłe monitorowanie ilości substancji znajdujących się wewnątrz urządzenia, bez konieczności ręcznego przetwarzania dużych zbiorów danych.

Konfiguracja sond.

Edytor sond można otworzyć za pomocą paska narzędzi „Automatyzacja”, który jest wyświetlany po naciśnięciu klawisza ??.

W tym przykładzie sonda monitoruje plik:

Ec.csv

co odpowiada profilowi energii pasma przewodnictwa wewnątrz urządzenia.

Sonda jest włączona i skonfigurowana do pobierania danych z piątego punktu siatki wzdłuż osi y. W tym przykładzie urządzenie jest jednowymiarowe i zawiera dziesięć punktów siatki, co oznacza, że sonda pobiera wartość znajdującą się mniej więcej w połowie urządzenia.

Sondy nie ograniczają się jedynie do pobierania danych z pojedynczych punktów siatki. Można je również skonfigurować do obliczania wartości średnich, minimalnych, maksymalnych oraz innych zagregowanych wartości, w zależności od rodzaju wymaganej analizy.

Zasadniczo, sondy działają poprzez monitorowanie plików tworzonych podczas symulacji i automatyczne pobieranie z nich danych, które następnie wykorzystywane są do generowania kolejnego, ciągłego wykresu.

Wynik działania sondy.

Po zakończeniu symulacji w oknie wyświetlającym wyniki symulacji pojawi się katalog o nazwie „probes”, jak pokazano na ilustracji ??.

W tym przykładzie wygenerowany plik to:

Ec_z0_x0_y5.csv

co odpowiada energii pasma przewodnictwa wyznaczonej w danym punkcie siatki:

z=0, x=0, y=5

Po otwarciu tego pliku, OghmaNano automatycznie generuje wykres monitorowanej wartości w funkcji kroku symulacji, zgodnie z ilustracją przedstawioną w ??.

Wykorzystanie sond w opisany sposób umożliwia ciągłe monitorowanie takich parametrów, jak potencjały, gęstość nośników ładunku, współczynniki rekombinacji i pola elektryczne, w określonych miejscach wewnątrz urządzenia.

Ponieważ sondy automatycznie zmniejszają ilość danych podczas symulacji, nie ma potrzeby ręcznego przetwarzania dużej liczby migawek za pomocą zewnętrznych skryptów.

Wewnętrznie, wyjścia sondy wykorzystują te same Format wyjściowy OghmaNano podobnie jak wszystkie inne wyniki symulacji, może być przechowywany w łatwo czytelnym formacie CSV lub w bardziej zwartej formie binarnej.