Hall effect(μ–T fit)メニュー

本ドキュメントでは、Launcher の Hall effect(μ–T fit)メニューについて説明する。 対象スクリプト:

  • 5-056-Hall-mu-T.ini


1. 概要

本メニューは、Hall測定データから移動度の温度依存性を解析し、散乱機構を同定するためのフィッティングツール群である。

主な機能:

  • μ–T フィッティング(複数手法)

  • Hall測定データ変換

  • μ–T–N 同時解析

  • 散乱モデル解析(phonon / impurity など)


2. メニュー構成

2.1 [Hall effect (mu-T fit)].select

[Hall effect (mu-T fit)].select
join_path section_root_dir $(tkprog_X_path) electrical
End

3. GUI対応ボタン一覧

画像に対応する主ボタン:

ボタン

機能

ResiTest8400

データ変換

mu-T fit (opt_mup)

高機能フィット

mu-T fit (fix pi)

固定モデル

mu-T fit (pi ver)

標準モデル

mu-TN fit

n含む解析

2-layer model

2層モデル(未完成)


4. データ変換

4.1 Button2 : ResiTest8400

Hall_resitest8400.py

機能

  • 測定装置(ResiTest8400)のデータ変換

  • 複数Excelファイルの一括処理


実行

python Hall_resitest8400.py plot *.xlsx

5. μ–T フィッティング(標準版)

5.1 Button16 : mu-T fit (pi ver)

mu-T-Fit2.py

入力

パラメータ

内容

T

温度

μ

移動度

σ

電気伝導度

Tmin, Tmax

フィット範囲


フロー

  1. init(初期値生成)

  2. edit prm(散乱モデル編集)

  3. non-linear fit(最適化)


最適化アルゴリズム

nelder-mead
powell
cg
bfgs

実行

mu-T-Fit2.py fit ...

6. μ–T フィット(opt_mup版)

6.1 Button4 : mu-T fit (opt_mup)

optimize_mup.py

特徴

  • 高度な最適化

  • LASSO / Ridge対応

  • 重み付きフィット

  • 成分分解(μ_components)


実行モード

モード

内容

init

初期化

sim

シミュレーション

lfit

線形フィット

fit

非線形フィット

lasso

LASSO

ridge

Ridge


実行

optimize_mup.py --mode=fit ...

7. μ–T フィット(fix pi版)

7.1 Button7 : mu-T fit (fix pi)

mu-T-Fit_tkFit.py

特徴

  • 散乱モデル固定

  • より安定したフィット


散乱機構

  • acoustic phonon

  • optical phonon

  • ionized impurity

  • neutral impurity

  • Setoモデル

  • percolationモデル


8. μ–T–N フィット

8.1 Button17 : mu-TN fit

mu-TN-Fit.py

入力

  • T, μ, N(キャリア密度)


特徴

  • μとNを同時にフィット

  • キャリア生成・散乱を統合解析


モード

VB
T
TN
Aop

9. フィッティングの流れ(重要)

典型的な解析手順:

  1. データ読み込み(Excel)

  2. init(初期パラメータ生成)

  3. .in ファイル編集(散乱モデル設定)

  4. simulation(確認)

  5. non-linear fit(最適化)

  6. 必要に応じて繰り返し


10. 設計上の特徴

10.1 散乱モデルベース

移動度は以下の形でモデル化:

  • μ(T) ~ T^p

  • 複数散乱機構の合成


10.2 非線形最小二乗

  • 多数の最適化アルゴリズム対応

  • パラメータ制御可能


10.3 GUI + スクリプト連携

  • GUIで設定

  • Pythonスクリプトで実行


11. 補助機能

11.1 パラメータ編集

edit prm → .inファイル編集

11.2 explorer / cmd

explorer $(work_dir)
  • 作業ディレクトリ確認


11.3 サンプルデータ

Hall-SnSe.xlsx

12. 画面との対応

画像の構成:

  • 左:Hall effect (mu-T fit) 選択

  • 下:機能ボタン

  • 右:共通操作

対応:

  • [Button*.Hall effect (mu-T fit)] → ボタン

  • .select → 初期化


13. まとめ

Hall effect(μ–T fit)メニューは、半導体輸送特性の中核解析ツールである。

特に重要な点:

  • μ(T) → 散乱機構の同定

  • Hallデータ → キャリア輸送解析

  • 多様なフィッティング手法を統合


付録:ボタン対応表

Button

Caption

機能

2

ResiTest8400

データ変換

4

mu-T fit (opt_mup)

高機能フィット

7

mu-T fit (fix pi)

固定モデル

16

mu-T fit (pi ver)

標準モデル

17

mu-TN fit

μ–N同時解析

19

2-layer model

未実装