Розуміння концепції «знімків» в OghmaNano.

Що таке знімки?

Під час виконання моделювання в OghmaNano програмне забезпечення може за бажанням зберігати проміжні результати моделювання у вигляді знімків. Знімки фактично являють собою стан моделювання, збережений у різні моменти обчислення.

Наприклад:

• Під час моделювання характеристик напівпровідникового пристрою можна фіксувати значення струму та напруги на кожному етапі зміни напруги вздовж кривої залежності струму від напруги.
• Під час тимчасової симуляції можна зберігати проміжні результати на кожному кроці обчислення.
• Під час моделювання методом FDTD знімки можуть зберігати розподіл оптичного поля в процесі поширення електромагнітної хвилі в межах області моделювання.

Знімки екрана дають змогу спостерігати за процесом моделювання в реальному часі. Замість того, щоб аналізувати лише кінцевий результат, знімки дають можливість вивчати, як змінюється внутрішній стан пристрою протягом обчислення.

Зазвичай функцію створення знімків можна ввімкнути або вимкнути безпосередньо у вікні редактора, пов’язаному з типом моделювання, що використовується. Наприклад, у вікні редактора JV, показаному на ??, містяться параметри, за допомогою яких можна керувати створенням знімків.

Іноді вигідно вимкнути функцію створення знімків, якщо вас не цікавить проміжний результат, оскільки створення знімків може значно збільшити обсяг операцій читання/запису на диску та час моделювання. З іншого боку, увімкнення функції створення знімків може надати надзвичайно корисну інформацію про внутрішню фізику пристрою.

Елементи керування знімками також дають змогу зменшити частоту виведення даних. Наприклад, замість того, щоб зберігати дані на кожному кроці або в кожній точці напруги, моделювання може зберігати дані через кожний другий, третій або четвертий крок, залежно від необхідного рівня деталізації.

Перегляд знімків екрана

Якщо ви двічі клацнете на папці зі знімками, програма OghmaNano відкриє переглядач знімків. Переглядач знімків містить повзунок, за допомогою якого можна послідовно переглядати результати моделювання.

Знімки екрана можуть зберігати різні типи даних, зокрема:

• Зонна структура.
• Концентрація носіїв заряду
• Схеми розміщення пасток
• Електричні поля
• Оптична щільність потужності
• Щільність струму
• Розподіл температур

Зазвичай можна одночасно відображати кілька наборів даних, що дає змогу безпосередньо порівнювати різні фізичні величини під час моделювання.

Внутрішньо, знімки – це просто набори даних, отриманих на різних етапах моделювання. Переглядач приховує більшу частину складної структури та представляє результати за допомогою єдиного інтерфейсу, який містить елементи керування відтворенням, параметри для створення графіків, налаштування масштабування та колірне відображення.

Як працює каталог знімків?

Хоча програма для перегляду зображень має спрощений інтерфейс, структура каталогів, що лежить в її основі, насправді досить проста.

Якщо ви відкриєте папку зі знімками безпосередньо у файловому менеджері операційної системи, як показано на ??, ви побачите, що ця папка містить велику кількість пронумерованих підпапок.

Кожна пронумерована папка відповідає певному стану моделювання:

• Точка напруги в моделюванні спільного підприємства.
• Крок часу в нестійкій (перехідній) симуляції.
• Кадр у симуляції за методом FDTD.

У кожній папці містяться набори даних, що відповідають певному стану моделювання. Для електричного моделювання це можуть бути такі величини, як:

• Енергія зони провідності (Ec.csv)
• Енергія валентної зони (Ev.csv)
• Квазірівень Фермі (Fn.csv, Fp.csv)
• Концентрація носіїв заряду
• Щільність струму
• Електричні поля
• Частота рекомбінації

Знімки можна зберігати у форматі CSV, який легко читається людиною, або у компактному двійковому форматі, як описано в Розуміння файлів виводу в OghmaNano.

Загалом, знімки екрана є одним із найефективніших способів зрозуміти, що саме відбувається всередині моделювання, оскільки вони відображають внутрішній стан пристрою в процесі обчислення, коли алгоритм наближається до кінцевого рішення.