Parte C: Parâmetros elétricos

1. O editor de camadas

Um OFET é construído a partir de uma pilha de camadas, e você pode editar suas espessuras no Editor de camadas (Janela principal → aba Estrutura do dispositivo). O editor permite visualizar e modificar a pilha, adicionar ou remover camadas e atribuir um tipo a cada uma. OghmaNano suporta três tipos de camada:

• Camadas de contato — definem os terminais do dispositivo (por exemplo, source, drain, gate) e atuam como condições de contorno. Elas não possuem parâmetros elétricos, pois seu papel é definir tensões ou correntes.
• Camadas ativas — regiões onde as equações drift–diffusion e de Poisson são resolvidas. Essas camadas transportam carga e determinam o comportamento elétrico do dispositivo. Somente camadas ativas aparecem no editor Parâmetros elétricos, onde você pode definir mobilidades, densidades de armadilhas, permissividade e propriedades relacionadas.
• Outras camadas — camadas passivas que não são contatos nem eletricamente ativas. Elas podem representar substratos, encapsulamento ou espaçadores ópticos, e são ignoradas no solucionador elétrico.

Em resumo, definir uma camada como ativa informa ao OghmaNano que ele deve resolver as equações drift–diffusion e de Poisson nessa região do dispositivo. As camadas de contato permanecem fixas como condições de contorno, enquanto as camadas outras estão estruturalmente presentes mas são eletricamente inativas e excluídas do solucionador elétrico.

2. Definindo parâmetros elétricos

Quando uma camada é marcada como ativa no Editor de camadas, suas propriedades podem ser definidas com mais detalhes no editor Parâmetros elétricos. É aí que você configura como o transporte de carga, aprisionamento e eletrostática são modelados durante a simulação (veja a Seção 3.1.9 para detalhes). ?? mostra as configurações da camada semicondutora, onde você pode especificar mobilidades, densidades de estados, parâmetros de armadilha e modelos de recombinação. ?? mostra as configurações correspondentes para o isolante PMMA, onde apenas propriedades eletrostáticas, como permissividade e offsets de banda, são necessárias. Observe o botão Enable Drift Diff. no canto superior esquerdo: quando ativado, as equações drift–diffusion são resolvidas para essa camada, incluindo movimento de portadores. Para o semicondutor, ele é ativado, pois o transporte de carga deve ser simulado, enquanto para o isolante PMMA ele é deixado desativado porque o material não conduz. Embora seja possível ativar drift–diffusion em todo lugar e simplesmente atribuir mobilidades muito baixas às camadas isolantes, essa abordagem aumenta o tempo de execução e pode reduzir a estabilidade numérica. Portanto, recomenda-se desativar drift–diffusion em isolantes reais.

3. Relacionando parâmetros ao comportamento do dispositivo

Os valores inseridos no editor Parâmetros elétricos controlam diretamente como o OFET se comporta na simulação. Por exemplo, a mobilidade do semicondutor determina a inclinação da curva de transferência, enquanto a densidade de armadilhas influencia a inclinação subthreshold e a histerese. A constante dielétrica do isolante define a capacitância de gate, que por sua vez controla quão efetivamente a tensão de gate modula o canal. Ao experimentar com esses parâmetros, você pode explorar como propriedades dos materiais se traduzem em características mensuráveis do dispositivo.