APSYS چیست؟
نرم‌افزار APSYS یک ابزار منحصر به فرد در شبیه‌سازی پیشرفته مدل‌های فیزیکی افزاره‌های نیمه‌هادی است. این نرم‌افزار آنالیزهای الکتریکی، نوری و حرارتی افزاره‌های نیمه‌هادی را به صورت همزمان و بر مبنای روش‌های عددی المان محدود (FEM) و تفاضل محدود در حوزه زمان (FDTD) در دوبعد و سه بعد انجام می‌دهد.
ساختار شبیه‌سازی در نرم‌افزار APSYS مبتنی بر مهندسی ساختار باند و تأثیرات مکانیک کوانتومی است. همچنین، این نرم‌افزار شامل ماژول‌های مختلفی برای شبیه‌سازی نوری است و این امر موجب شده است تا APSYS در شبیه‌سازی افزاره‌های نوری نظر بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کند.
کاربردهای APSYS
این نرم‌افزار کاربردهای بسیار وسیعی دارد و تقریباً می‌تواند همه افزارهای نیمه‌هادی را شبیه‌سازی کند:
- دیودهای نوری LED و OLED و AMOLED
- سلول‌های خورشیدی ارگانیک، ترکیبی، لایه نازک و multi-junction
- حسگرهای نوری (PD) و حسگرهای نوری چاه کوانتومی مادون قرمز (QWIP)
- ترانزیستورهای دوقطبی و HEMT و HBT و MOSFET و MESFET
- افزاره‌های دیودی و دیودهای تشدید تونلی (RTD)
- افزاره‌های MOS دارای آثار مکانیک کوانتومی (Quantum-MOS)
- افزاره‌های مبتنی بر توان (GaN)
- مدولاتورهای جاذب الکتریکی (Electro-absorption)
تنها محدودیت نرم‌افزار APSYS در عدم بکارگیری رابطه نرخ فوتون برای مدل‌سازی افزاره‌های لیزری است. لذا، برای این کاربرد نرم‌افزار PICS3D طراحی و ارائه شده است.
قابلیت‌های APSYS
نرم‌افزار APSYS دارای کتابخانه گسترده ای از مواد است و از مدل‌های شبیه‌سازی هیدرودینامیک، نوری، دریفت-دیفیوژن، انتشار ترمویونیک، انتقال و تونل‌زنی کوانتومی، انتقال حرارت، Poole-Frankel و مدل وابسته به دما بهره می‌برد. شبیه‌سازی مدل‌های یادشده در این نرم‌افزار به صورت همزمان انجام می‌شود.
شایان توجه است که همگرایی شبیه‌سازی عددی در این نرم‌افزار دارای ملاحظات صنعتی است. داده‌های حاصل از شبیه‌سازی با نرم‌افزار APSYS به شرح زیر است:
- مشخصه‌های جریان بر حسب ولتاژ (I-V)
- پتانسیل الکتریکی دوبعدی، میدان الکتریکی و توزیع جریان
- توزیع دوبعدی غلظت الکترون و حفره
- توزیع دوبعدی حامل‌های حرارتی در مدل هیدرودینامیکی
- توزیع دوبعدی دمای شبکه برای مدل انتقال حرارت
- ساختار باند در شرایط مختلف بایاس
- آنالیز سیگنال کوچک AC در هر بازه‌ای از فرکانس
- استخراج پارامترهای AC نظیر پارامترهای S و Y
- ساختار زیرباندی چاه کوانتومی با مدل ترکیب ظرفیت برای افزاره‌های کوانتومی
- توزیع دوبعدی تصرف و غلظت تله‌های عمیق در نیمه‌هادی
- توزیع دوبعدی میدان نوری برای افزاره‌های فوتونیکی نظیر حسگرهای نوری
- طیف انتشار خودبه‌خودی بر حسب تابعی از جریان برای LED و OLED
- تمامی موارد فوق بر حسب تابعی از زمان (مدل Transient)
- تمامی موارد فوق در شرایط مختلف دمایی
گروه تخصصی پارس اپتیک، نرم‌افزار APSYS را با ضمانت علمی جهت تحقیق و توسعه افزاره‌های نوری نیمه هادی در نسخه های زیر ارائه کرده است.
- نرم افزار APSYS نسخه 2023
- نرم افزار APSYS نسخه 2018
مجموعه نرم‌افزاری APSYS شامل پروژه های آماده آموزشی تمامی افزاره‌های فوق، فیلم‌ها و PDFهای آموزشی است. خرید و تحویل نرم‌افزار به صورت آنلاین است. بخشی از پروژه‌های این مجموعه ارزشمند به شرح زیر است:
OLED:
– OLED in AMOLED (m-MTDATA/alpha-NPD/Alq3/LiF/Al/Ag)
– Bilayer OLED (NPB/Alq3 OLED)
– EL/Absorption Spectrum Model for OLED (Alq3 and Alq3:DCM)
– Fitting EL Spectrum of Organic Materials
– Low-voltage electrolumiscent device (PIN Organic LED w/Alq3)
– Opticalled pumped OLED (TPD/CBP/F8BT/SiO2)
– OLED with resonant cavity effect (CuPc/TPD/Alq3/LiF)
– Tandem OLED with resonant cavity effect (NPB, Alq3, DCJTB:Alq3, n-doped Alq3 and p-doped NPB)
– Trilayer OLED (NPB/Alq3/Alq3:DCM)
– WOLED with exciton diffusion model (ITO/NPD/BCzVBi:CBP/Ir(ppy)/BPhen)Solar Cell:
– Quantum dot solar cell (InAs/GaAs dot)
– Amorphous/micro-crystal silicon tandem cells (Ag/ZnO/muC-Si-PIN/a-Si/ITO)
– Amorphous SiC and SiGe triple junction tandem cells (muC-Si/a-SiGe/a-SiC)
– Amorphous SiGe triple junction tandem cells (a-SiGe/a-SiGe/a-Si)
– Amorphous/micro-crystal silicon tandem cells, ITO as semiconductor (Ag/ZnO/muC-Si-PIN/a-Si/ITO)
– InN solar cell (Mg-doped InN layer with an electrolyte layer)
– FDTD simulation with light source through thick glass (p-i-n silicon solar cell)
– ۳D models of triple junction solar cell powered by focused beam (3D triple junction – with tunnel junction)
– ۳D focused beam model with beam from z-direction (3D triple junction – with tunnel junction.)
– CsSe-CIGS cell simulation (CdSe – CuInGaSe layers)
– Triple junction solar cell simulation with diffraction model (2D triple junction)
– InGaN/Si solar cell (heterojunction solar cell)
– GaInP/GaAs/GaInAs solar cell simulation for EQE computation (2D triple junction – with tunnel junction)
– Triple junction solar cell simulation, multiple light source (2D triple junction – with tunnel junction)
– Triple junction solar cell thermal simulation (2D triple junction – with tunnel junction)
– Silicon solar cell simulation with imported doping profile (1D silicon p-n junction)
– Computing IQE versus wavelength for solar cell (silicon P(+)P(-)N structure)
– Modeling of RCC solar cell with laser fired contact
– Silicon solar cell simulation with Schottky & tunneling (1D silicon p-n junction)
– Silicon PERT Cell (Passivated emitter, rear totally diffused (PERT))
– Silicon wafer photo-current lifetime calibration (2D Si wafer, lightly n-doped)
– Simple PIN-like solar cell based on Si or poly Si (2D silicon PIN)
– Silicon Rear Contacted cell (RCC) simulation (2D Si RCC structure with double coating layers)
– Ray-tracing (RT) technique for comparison (RCC structure)
– ۳D textured thinfilm tandem cell (a-Si/muc-Si tandem cell with pyramid texture)
– PIN-like solar cell based on alpha-Si, or amorphous Si (2D silicon PIN)
:عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی
بنده عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی هستم. حوزه فعالیت بنده اپتیک و لیزر است. تقریبا از سال ۲۰۱۰ با نرم‌افزارهای مختلف در حال کار می‌باشم. دو تا از کمپانی‌های مهم در خصوص شبیه‌سازی ادوات لیزری کمپانی SILVACO و Crosslight می‌باشند که حتی نسخه‌های تریالشان را هم در اختیار ایرانی‌ها قرار نمی‌دهند. بنده با تلاش بسیار زیاد و با نامه گرفتن از استاد خود در خارج از ایران موفق به گرفتن نسخه تریال آن‌ها، آن هم برای دو ماه شدم. بعد از گذشت چند سال و با آرزوی دستیابی به این نرم‌افزارها خوشبختانه طی آشنایی با گروه محترم و کوشای پارس اپتیک موفق به دستیابی به آن‌ها شدم. علاوه بر فراهم آوردن این امکان، پاسخ‌گویی، پیگیری، مشتری‌محوری و حس وظیفه‌شناسی این گروه بیشتر بنده را تحت تاثیر قرار داد.
عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی:
به عنوان یک محقق در زمینه تحقیقاتی اپتیک و فوتونیک در طی ۵ سال گذشته از خدمات علمی گروه تخصصی پارس اپتیک بهره‌مند شده‌ام. خدماتی از قبیل: ۱) ارائه دوره‌های آموزشی مانند LUMERICAL و COMSOL ۲) ارائه نرم افزارهای مورد نیاز در این زمینه مانند COMSOL، LUMERICAL، SILVACO و APSYS ۳) ارائه مشاوره علمی در زمینه‌های تخصصی با آرزوی موفقیت و پیشرفت روز افزون برای این گروه که با ارائه چنین خدماتی به محققان، نقش بسزایی در پیشرفت علمی کشور داشته‌اند.
