CW_generation中几何结构尺寸的选择

fdtd

#1

老师,您好,仿真中遇到CW_generation中区域选择的问题,如下:

  1. 两个FDTD文件的其他条件均相同,只是分析CW_generation时选择的区域大小不同,分析结果中的Short circuit current、Exported data short circuit current和Max generation rate这三个量在计算时都除以了面积或体积,这三个量的大小应该和CW_generation的区域大小无关,那为什么这两个FDTD文件中CW_generation选择区域大小不同,这三个的量的结果不一致呢?
  2. 将FDTD中的CW_generation输入至DEVICE中时,FDTD中CW_generation的大小如何选择,是否需要包含全部吸收区?是否需要包含电极?还是说任意大小的吸收区域都可以选择,只需在DEVICE中CHARGE的区域大小与之对应即可?
    谢谢您!

#2

A1:仅当你的结构是层次结构时,如果这些分析组在厚度方向一样,它们的结果才可能一样,否则当然不一样了,因为吸收与强度和材料有关。
这个CW_generation选择区域大小不能任意选,你应该选择包括可以转换为光电流的区域。

A2:应该包换所有可以产生光电流的区域,即使包含电极也没有问题,虽然在FDTD里面计算总的吸收可能不是所希望的,但是在DEVICE的CHARGE里面就不会出问题,因为电极的区域是理想金属,载流子在那里不会被包括仅电学仿真里面。同理,即使包含了有吸收的电介质材料,虽然“吸收”功率可能比需要的大了一点,但是在CHARGE里面仿真时,电介质里面没有载流子可以流动,因为它们不是半导体材料。

前面已经说了,不能任意大小,可以大但不能小。


#3

好的,谢谢孙老师。
那么,相应地,DEVICE中CHARGE的选择区域的大小是可以根据需要小于CW_generation的区域大小的吧?


#4

不一定是!
CHARGE缺省的边界条件是,在边界上没有电流通过,参见


一般应该是根据电极位置设计,更进一步,如果用户不知道电极之间的距离,需要通过改变距离来获得最佳结果。
而在电极的上方和结构的下方,则不必严格尺寸,因为那里没有电子-空穴。也就是说,在没有载流子的地方尺寸不需要严格设计,而在载流子的地方,例如半导体结构中,其尺寸是需要严格设计的。你如果固定了仿真区的尺寸,说明在仿真区边界上强行要求载流子不穿过边界。