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atk:使用ivcharacteristics工具计算分析器件的电流电压特性 [2018/08/23 08:45] – [扩展 $V_{DG}$ 曲线的电压范围] fermi | atk:使用ivcharacteristics工具计算分析器件的电流电压特性 [2018/08/24 08:01] (当前版本) – [概述] fermi | ||
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软件版本:O-2018.06 | 软件版本:O-2018.06 | ||
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- | 本教程介绍如何使用'' | ||
===== 概述 ===== | ===== 概述 ===== | ||
- | '' | + | |
+ | '' | ||
+ | * 单独扫描偏压或栅压; | ||
+ | * 同时扫描偏压和栅压; | ||
+ | * 在计算中断时续算未完成的电压点,而不需重复已经完成的计算; | ||
+ | * 在计算正常结束后,补算新的电压点,而不需重复已经完成的计算; | ||
+ | * 分析开关比($\mathrm{I_{on}/ | ||
+ | * 还支持在扫描偏压的同时,计算PLDOS、电子密度、各种电势、电荷布居、电子密度、能量等; | ||
+ | * 也可以在计算完成后,补算任意偏压、栅压点的PLDOS、电子密度、各种电势、电荷布居、电子密度、能量等。 | ||
本教程介绍如何使用'' | 本教程介绍如何使用'' | ||
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- | ==== 方法一:在Study object中扩展栅压范围 ==== | + | ==== 方法一:使用Study object扩展栅压范围 ==== |
+ | |||
+ | 重复第一部分中对'' | ||
+ | * 修改**Output setting**中// | ||
+ | * 修改**Gate source voltage range** 如下: | ||
+ | * $\mathrm{V_{gs0}} = -0.9 \mathrm{V}$; | ||
+ | * $\mathrm{V_{gs1}} = 0.0 \mathrm{V}$; | ||
+ | * number of points 19。 | ||
+ | |||
+ | {{ : | ||
+ | |||
+ | 设置好后点// | ||
+ | |||
+ | 查看计算的输出文件,你会发现这次计算只补算了第一部分没有计算的$\mathrm{V_{gs}}$点。这是因为'' | ||
+ | |||
+ | <WRAP center info> | ||
+ | |||
+ | 注意,为了避免在已经计算过的$-0.3 \mathrm{V} \leq\ \mathrm{V_{gs}}\ \leq 0.0 \mathrm{V}$的范围里重复计算,因此第二次计算的Gate source range和number of points 的选择使得 $\mathrm{V_{gs}}$ 在 $-0.3 \mathrm{V} \leq\ \mathrm{V_{gs}}\ \leq 0.0 \mathrm{V}$ 范围里的取点与第一次计算完全相同。 | ||
+ | |||
+ | </ | ||
+ | |||
==== 方法二:使用脚本添加其他栅压点 ==== | ==== 方法二:使用脚本添加其他栅压点 ==== | ||
+ | |||
+ | 另外一种让 '' | ||
+ | |||
+ | <WRAP center info> | ||
+ | IV Characteristics支持非常丰富的命令,详细列表参见手册:[[https:// | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | |||
+ | 将'' | ||
+ | |||
+ | 设置好后将脚本发送到**Editor**,在Editor里IVCharacteristics后添加如下几行: | ||
+ | |||
+ | <code python> | ||
+ | # ------------------------------------------------------------- | ||
+ | # Kpoint sampling | ||
+ | kpoint_grid = MonkhorstPackGrid( | ||
+ | na=9, | ||
+ | ) | ||
+ | |||
+ | # Gate-source voltages | ||
+ | gate_source_voltages = numpy.linspace(-0.3, | ||
+ | |||
+ | # Drain-source voltages | ||
+ | drain_source_voltages = numpy.linspace(0.05, | ||
+ | |||
+ | # File name. | ||
+ | filename = u' | ||
+ | |||
+ | iv_characteristics = IVCharacteristics( | ||
+ | configuration=device_configuration, | ||
+ | filename=filename, | ||
+ | object_id=' | ||
+ | gate_regions=[0], | ||
+ | gate_source_voltages=gate_source_voltages, | ||
+ | drain_source_voltages=drain_source_voltages, | ||
+ | energies=None, | ||
+ | kpoints=kpoint_grid, | ||
+ | self_energy_calculator=RecursionSelfEnergy(), | ||
+ | energy_zero_parameter=AverageFermiLevel, | ||
+ | infinitesimal=1e-06*eV, | ||
+ | log_filename_prefix=' | ||
+ | ) | ||
+ | 添加新的栅压范围 | ||
+ | iv_characteristics.addVoltages(gate_source_voltages=numpy.linspace(-0.9, | ||
+ | iv_characteristics.update() | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | 设置结束后,将脚本发送到**Job Manager**,保存脚本为'' | ||
+ | |||
===== 在亚阈值区间分析 $V_{DG}$ 曲线 ===== | ===== 在亚阈值区间分析 $V_{DG}$ 曲线 ===== | ||
- | ===== 计算漏极感应势垒降低(DIBL) ===== | + | 计算结束后,你可以使用正确的数据分析获取$\mathrm{SS}$的值。 |
- | ===== 参考 ===== | + | 打开 //IV Characteristics Analyzer// |
+ | 点击中间区域的加号按钮,下拉菜单选择// | ||
+ | {{ : | ||
+ | 计算得到的$\mathrm{SS} = 123\ \mathrm{meV/ | ||
+ | ===== 计算漏极诱导势垒降低(DIBL) ===== | ||
+ | 接下来,你可以计算漏极诱导势垒降低(Drain induced barrier lowering,DIBL)。为此,需要在$\mathrm{V_{DS} = 0.3 V}$时再计算一条$\mathrm{I_{DS}}\ vs. \mathrm{V_{GS}}$曲线。 | ||
+ | |||
+ | |||
+ | 将'' | ||
+ | |||
+ | * Gate source voltage range: | ||
+ | * $\mathrm{V_{gs0}} = -0.9 \mathrm{V}$ | ||
+ | * $\mathrm{V_{gs1}} = 0.0 \mathrm{V}$ | ||
+ | * number of points 19 | ||
+ | * Drain source voltage range: | ||
+ | * $\mathrm{V_{ds0}} = 0.05 \mathrm{V}$ | ||
+ | * $\mathrm{V_{ds1}} = 0.3 \mathrm{V}$ | ||
+ | * 勾选// | ||
+ | |||
+ | {{ : | ||
+ | |||
+ | 点击// | ||
+ | |||
+ | 将脚本传送到**Job Manager**,保存脚本为'' | ||
+ | |||
+ | <WRAP center info> | ||
+ | 查看log文件,你会发现IV Characteristics这次只计算了$\mathrm{V_{ds}} = 0.3 \mathrm{V}$ 的曲线,使用 $\mathrm{V_{ds1}} = 0.05 \mathrm{V}$ 作为出发点。 | ||
+ | |||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | 计算结束后,打开// | ||
+ | |||
+ | {{ : | ||
+ | |||
+ | |||
+ | 接下来分析DIBL。电极中间区域// | ||
+ | |||
+ | {{ : | ||
+ | |||
+ | <WRAP center info> | ||
+ | DIBL以无量纲形式给出,因此计算值为 622 mV/V。 | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | 计算DIBL时,可以有几个参数可以调节: | ||
+ | * //Threshold current// | ||
+ | * // | ||
+ | * //Gate voltage range// | ||
+ | |||
+ | <WRAP center important> | ||
+ | 计算得到的DIBL比实验测量的结果大很多,这可以解释为DIBL对掺杂情况和几何结构非常敏感。对于超短的栅极长度,DIBL值通常在0.1到1之间。 | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | ===== 计算IV的同时计算分析其他性质 ===== | ||
+ | |||
+ | 在设置IVCharacteristics的同时还可以设置其他性质的计算: | ||
+ | |||
+ | {{ : | ||
+ | |||
+ | ===== IV计算结束后补算其他性质 ===== | ||
+ | |||
+ | 在IVCharacteristics计算结束后,可以补充其他性质的计算,这时只要在脚本中读入IVCharacteristics,在后面补充类似: | ||
+ | <code python> | ||
+ | iv_characteristics.addProjectedLocalDensityOfStates( | ||
+ | gate_source_voltages, | ||
+ | iv_characteristics.addAnalysis( | ||
+ | gate_source_voltages, | ||
+ | iv_characteristics.update() | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | 其中的'' | ||
+ | |||
+ | ===== 参考 ===== | ||
+ | * [[https:// | ||
+ | * 英文教程:[[https:// | ||
+ | * 手册说明:[[https:// |