Core-shell 구조의 composite 구조체를 모델링할 때 mesh order를 어떻게 설정합니까?

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core-shell
meshorder
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#1

아래 그림은 위아래 양단의 전극이 제거된 유기태양전지의 구조를 나타낸 것입니다[1].
활성층(active layer)은 PCDTBT:PC70BM이란 bulk hetero junction(BHJ) polymer로 구성되어 있고,
정공층(hole extraction layer) MoO3 층이 구형의 은나노입자를 완벽하게 덮고 있으며,
이는 core-shell 구조 혹은 bump 구조와 유사합니다.
이 은나노입자-MoO3의 bump 구조를 활성층(PCDTBT:PC70BM)이 또 다시 포함하고 있는 구조입니다.
아래쪽에서 plane wave 혹은 TFSF source가 위쪽 z(+) 방향으로 입사되고 있습니다.
이런 형태의 composite 구조를 모델링할 때 mesh order를 어떻게 설정해 주어야 합니까?


참고문헌

[1] Jung, K. et al. Plasmonic Organic Solar Cells Employing Nanobump Assembly via Aerosol-Derived
Nanoparticles. ACS Nano 8, 2590–2601 (2014). http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn500276n


mesh 설정값에 대한 문의 드립니다.
#2
  • Core-shell 구조 혹은 bump 구조를 모델링할 때는 염두해야할 사항으로는 아래와 같습니다.

  • 물리적 구조의 불리언연산(boolean operation)에 관점에서 보자면 (physical 구조의 덧셈, 뺄셈),
    FDTD Solutions 자체적으로 제공하는 기능 중에서는 더하기의 불리언 연산은 가능하지만,
    빼기의 불리언 연산은 가능하지 않습니다.
    즉, 둘 이상의 구조를 더하여 하나처럼 인식시킬 수 있으나, 하나의 구조에서 다른 하나의 구조를 빼낸 구조,
    마치 중심이 비어 있는 껍데기 구조(shell)를 mesh order의 추가적인 정의가 이루어 지지 않고서는
    만들어 낼 수가 없습니다.
    그렇기 때문에, mesh oder를 통해서 구조의 형태와 우선순위(priority)를 고려하여,
    우선 순위가 가장 높은 물질(은나노입자)에 mesh order의 숫자를 가장 작게 (“1”) 부여하고,
    우선 순위가 가장 낮은 background 물질(PCDTBT:PC70BM)에는 mesh order의 숫자를 가장 크게 (“4”) 부여합니다.
    이때, mesh order가 같으면 object tree에서 아래쪽에 있는 object가 더 높은 priority를 가집니다.
    하지만, 이에 의존하면 많은 object 가 있을 때 결과적으로 형성되는 구조를 알기가 힘들어지기에
    이 방법은 권장하지 않습니다.

  • 아래 그림과 같이, 가장 중심부에 위치한 은나노입자는 이 구조체의 제일 중요한
    scatter/ near-field enhancement의 역할을 수행하므로 mesh oder를 "1"로 설정했으며,
    평면 형태의 MoO3 층은 “2”, 그리고 윗쪽 반구형의 MoO3 층은 "3"의 mesh oder를 부여했습니다.
    마지막으로, 가장 중요성이 떨어지는 background에 위치한 PCDTBT:PC70BM은 "4"의 mesh가 설정되었습니다.

  • 이렇듯, 해석하고자 하는 system의 구조/형태/기능 등을 고려하여서 mesh oder를 설정할 수 있습니다.


FDTD 시뮬레이션 모델의 background index는 어떻게 바꿀 수 있나요?