Part C: 전기적 파라미터

1. Layer editor

OFET는 레이어 스택으로 구성되며, Layer editor에서 이들의 두께를 편집할 수 있습니다 (메인 창 → Device structure 탭). 이 편집기를 사용하면 스택을 보고 수정하고, 레이어를 추가하거나 제거하며, 각 레이어에 type을 지정할 수 있습니다. OghmaNano는 세 가지 레이어 유형을 지원합니다:

• Contact layers — 소자 단자(예: 소스, 드레인, 게이트)를 정의하고 경계 조건으로 작용합니다. 이들의 역할은 전압이나 전류를 설정하는 것이므로 전기적 파라미터를 갖지 않습니다.
• Active layers — drift–diffusion 및 Poisson 방정식이 해석되는 영역입니다. 이 레이어는 전하를 운반하며 소자의 전기적 거동을 결정합니다. Electrical parameters 편집기에는 active 레이어만 표시되며, 여기서 이동도, 트랩 밀도, 유전율 및 관련 특성을 설정할 수 있습니다.
• Other layers — contact도 아니고 전기적으로 active하지도 않은 수동 레이어입니다. 이는 기판, 봉지 또는 광학 스페이서를 나타낼 수 있으며 전기 솔버에서는 무시됩니다.

요약하면, 레이어를 active로 설정하면 OghmaNano에 해당 소자 영역에 대해 drift–diffusion 및 Poisson 방정식을 풀도록 지시하는 것입니다. Contact layer는 경계 조건으로 고정된 상태를 유지하며, other 레이어는 구조적으로는 존재하지만 전기적으로는 비활성이며 전기 솔버에서 제외됩니다.

2. 전기적 파라미터 설정

레이어가 Layer editor에서 active로 표시되면, 해당 특성은 Electrical Parameters 편집기에서 더 구체적으로 정의할 수 있습니다. 이곳에서 시뮬레이션 중 전하 수송, 트래핑 및 정전기가 어떻게 모델링되는지 구성합니다 (자세한 내용은 Section 3.1.9 참조). ??는 이동도, 상태 밀도, 트랩 파라미터 및 재결합 모델을 지정할 수 있는 반도체 레이어의 설정을 보여줍니다. ??는 PMMA 절연체에 대한 해당 설정을 보여주며, 여기서는 유전율과 밴드 오프셋과 같은 정전기적 특성만 필요합니다. 왼쪽 상단의 Enable Drift Diff. 버튼에 주목하십시오: 이 기능이 활성화되면 해당 레이어에 대해 drift–diffusion 방정식이 해석되며, 캐리어 이동도 포함됩니다. 반도체의 경우 전하 수송을 시뮬레이션해야 하므로 이 기능이 켜져 있지만, PMMA 절연체의 경우 재료가 전도하지 않기 때문에 꺼져 있습니다. 모든 곳에서 drift–diffusion을 활성화하고 절연 레이어에는 매우 낮은 이동도를 할당하는 것도 가능하지만, 이 접근법은 실행 시간을 증가시키고 수치적 안정성을 저하시킬 수 있습니다. 따라서 진정한 절연체에서는 drift–diffusion을 비활성화하는 것이 권장됩니다.

3. 파라미터를 소자 거동과 연결하기

Electrical Parameters 편집기에 입력한 값은 시뮬레이션에서 OFET가 어떻게 동작하는지를 직접적으로 제어합니다. 예를 들어, 반도체 이동도는 transfer curve의 기울기를 결정하고, 트랩 밀도는 subthreshold swing과 hysteresis에 영향을 줍니다. 절연체의 유전 상수는 게이트 정전용량을 결정하며, 이는 다시 게이트 전압이 채널을 얼마나 효과적으로 변조하는지를 제어합니다. 이러한 파라미터를 변화시켜 보면 재료 특성이 측정 가능한 소자 특성으로 어떻게 나타나는지를 탐구할 수 있습니다.