界面编辑器
1. 概述
界面编辑器控制发生在材料边界处的电子输运现象。 对于器件结构中每一对相邻层,界面会被自动列出。默认情况下, 电荷载流子可以根据导带或价带的梯度在界面处漂移与扩散: 能量上行(上坡)运动的载流子会遇到势垒且更难跨越,而能量下行(下坡) 运动的载流子则更容易通过。界面编辑器在这一基线漂移–扩散模型基础上 引入额外的输运机制,例如可辅助原本困难的上坡跃迁。 通过点击 Electrical 功能区中的 Interfaces 图标(红、绿、蓝条)打开编辑器。
2. 参数
- 直接隧穿(电子 / 空穴) — 启用载流子 通过界面势垒的直接量子隧穿。基于理论部分所述模型: \[ J = A(n-n^{eq})V \exp\left(-B\sqrt{\phi}\right), \] 其中 \(A\) 的单位为 m·s\(^{-1}\)·V\(^{-1}\),\(B\) 为无量纲(拟合参数), \(\phi\) 为势垒高度,\(V\) 为外加偏置,\(d\) 为界面厚度。 电子与空穴分别有独立开关,并各自对应一组 A/B 数值。
- 有机隧穿 — 适用于有机异质结的特例, 其中载流子漂移进入界面局域陷阱态。按理论部分描述, 隧穿电流表示为: \[ J_p = q T_{h}\left((p_{1}-p_{1}^{eq})-(p_{0}-p_{0}^{eq})\right), \] 对于空穴,以及 \[ J_n = -q T_{e}\left((n_{1}-n_{1}^{eq})-(n_{0}-n_{0}^{eq})\right), \] 对于电子,其中 \(T_h\) 与 \(T_e\) 为通过编辑器开关设置的速率常数。
- 界面掺杂(LHS/RHS) — 在界面左侧(LHS)或右侧(RHS) 施加一层厚度为一个网格点的面电荷。数值可为 正或负,从而可仿真界面电荷的积累或耗尽。 这对于建模边界处的俘获电荷或 OFET 的阈值电压漂移很有用。
3. 在仿真中的应用
界面过程会强烈影响电流输运与器件特性:
- 隧穿在势垒很薄或在有机–有机界面可能发生陷阱辅助跳跃时占主导。
- 界面掺杂模拟带电缺陷层或有意的界面工程,从而改变局域能带弯曲与注入势垒。
通过组合这些机制,界面编辑器使您能够在有机与混合异质结构中捕捉 真实的器件物理,从 OLED 中的陷阱辅助隧穿到 OFET 中的界面电荷效应。