Formats de données

QE-to-TCAD produit des fichiers JSON structurés dans parsed_data/, prêts pour l'import dans les simulateurs TCAD.

JSON électronique (parsed_data/Si.json)

Propriétés de bande et transport extraites du calcul NSCF :

{
  "material_name": "Si",
  "fermi_level_ev": 9.5564,
  "bandgap_ev": 1.683,
  "is_gap_direct": true,
  "dielectric_constant": 15.863,
  "hole_effective_mass": 0.849,
  "electron_effective_mass": 0.124,
  "nc_cm3": 1.097e18,
  "nv_cm3": 1.964e19,
  "optimized_lattice_constant_ang": 5.768,
  "vbm_ev": 8.801,
  "cbm_ev": 10.484
}

Champs principaux

Champ	Unité	Description
bandgap_ev	eV	Gap de bande (VBM → CBM)
dielectric_constant	—	Constante diélectrique statique ε₀
hole_effective_mass	m₀	Masse effective des trous
electron_effective_mass	m₀	Masse effective des électrons
nc_cm3, nv_cm3	cm⁻³	Densités effectives de bande
fermi_level_ev	eV	Niveau de Fermi
optimized_lattice_constant_ang	Å	Maille optimisée

JSON optique / diélectrique

Export via MaterialAnalyzer.export_for_tcad() :

{
  "material": "Si",
  "epsilon_static": 12.047,
  "plasma_frequency_eV": 15.342,
  "energy_eV": [0.001, 0.002, "...", 30.0],
  "epsr_x": ["..."],
  "epsr_y": ["..."],
  "epsr_z": ["..."]
}

Fichiers bruts epsilon_out/

Fichier	Contenu
<mat>_epsr.dat	Partie réelle εᵣ(ω)
<mat>_epsi.dat	Partie imaginaire εᵢ(ω)

Format colonnes : énergie (eV), ε_x, ε_y, ε_z.

Stratégie diélectrique

Le pipeline peut obtenir ε₀ par deux voies :

1. Calcul epsilon.x (CHOICE A) — précision maximale, coût CPU élevé
2. Fallback Materials Project (CHOICE B) — rapide, si l'API MP fournit la valeur

La stratégie est documentée dans le code via get_dielectric_property().

Bridge DEVSIM (*_device_bridge.json)

Format enrichi pour les simulations de dispositifs 1D avec DEVSIM, incluant les paramètres de recombinaison et de mobilité dérivés du JSON électronique.

Voir aussi

• Intégration TCAD
• Utilisation