接触编辑器

1. 概述

接触编辑器 用于定义器件接触。接触是电学模型的一部分，决定电荷如何注入器件或从器件中移除。通过该编辑器可以设置接触的位置、名称、电压施加方式（及其数值），并定义接触处相关的 载流子密度 与 物理模型。本手册页面对这些设置进行概述。

要打开该编辑器，请进入主窗口，选择 Device 选项卡，并点击 Contacts 按钮 (??)。这将打开 ??，即接触编辑器的主窗口。

接触编辑器窗口，显示已定义接触的列表及其参数，如位置、施加电压、载流子密度、多数载流子和物理模型。 — 接触编辑器窗口 — 列出在器件结构中定义的接触。每个接触都可配置其位置（顶部或底部）、施加电压、载流子密度与费米能级偏移、多数载流子类型以及物理模型（例如 Ohmic 或 Schottky）。

接触编辑器列说明

名称：接触的英文名称。可设置为任意标签（例如 top、gate、collector）。
Top/Bottom：接触的位置。选项包括 Top (y0)、Bottom (y1)、Left (x0)、 Right (x1)、Front (z0)、Back (z1)，或简写为 X、Y、Z。
这些表示接触在坐标系中的位置。 - 左/右接触常用于侧向注入的晶体管几何结构。 - 上/下接触通常用于 OLED 或太阳能电池等平面器件。 - X/Y/Z 接触允许在器件的特定点进行注入，常用于大面积器件建模。
施加电压：定义电压如何施加到接触上。选项：
- Constant bias：将接触保持在固定电势下，该电势可以为非零。适用于多端器件中某一端固定在设定电压的情况。
- Change：将仿真扫描电压施加到该接触上（例如用于 J–V 曲线仿真）。
- Ground：将接触设为 0 V 参考。
载流子密度 / 费米偏移：根据麦克斯韦–玻尔兹曼统计，定义接触处的平衡载流子密度：
\( n = N_c \exp\left(-\frac{E_c - E_f}{kT}\right) \),
\( p = N_v \exp\left(-\frac{E_f - E_v}{kT}\right) \).
载流子密度应低于在电学编辑器中设置的有效态密度。 费米偏移 表示接触费米能级相对于能带边缘的距离。通常该值为正（位于能带内）。负值仅应在特殊情况下使用。
注意：JSON 文件中存储的是实际载流子密度；费米偏移量是为方便用户而计算得到的。
多数载流子：指定接触主要注入空穴还是电子。
物理模型：描述接触的电学行为：
- Ohmic：理想、完全导通的接触。
- Fully blocking：完全阻挡，无电荷通过接触。
- Ohmic + barrier：欧姆接触但带有浅注入势垒，通过边界网格点实现。适用于模拟 S 形 J–V 曲线。
- Schottky：非欧姆、整流势垒接触。
ID：包含接触 JSON 标识符的隐藏列，用于脚本和自动化。

少数载流子设置

点击 少数载流子 下拉箭头以显示少数载流子表。默认情况下，接触编辑器的上半部分聚焦于 多数载流子 设置，并假定少数载流子将被自动处理（即与多数载流子互补）。

展开的接触编辑器窗口，显示多数和少数载流子部分。用户点击了少数载流子按钮，显示了用于定义少数载流子类型、模型和 ID 的附加字段。 — 展开的接触编辑器窗口 — 在该视图中，通过点击相应按钮打开了 **少数载流子** 部分。除多数载流子配置（位置、施加电压、载流子密度/费米能级偏移、多数载流子类型和物理模型）外，用户还可以定义 *少数载流子类型*，为少数载流子选择 *物理模型*，并查看或编辑用于脚本的接触 ID。

载流子配对由物理规律决定：若多数载流子为空穴，则少数载流子为电子；若多数载流子为电子，则少数载流子为空穴。然而，用户可以选择在每个接触处对少数载流子施加的 边界条件（通过物理模型设置）。

Ohmic（对两种载流子）： 适用于两种载流子均能良好注入/提取的器件，例如具有高导电接触的多种激光二极管（如 GaAs）。
选择性/阻挡行为： 在太阳能电池中较为常见。可将多数载流子设为 Ohmic （以实现高效提取），同时在同一电极上将 少数载流子 设为 Fully blocking （以抑制复合）。Ohmic + barrier 或 Schottky 等变体模型可用于调节部分选择性。

在实际应用中，对于太阳能电池，在“错误”的载流子接触处引入少数载流子阻挡通常会提高选择性，并可使开路电压 V_OC 提高约 0.1–0.2 V，具体取决于器件及边界条件的配置。请使用少数载流子表明确设置这些边界条件。