mu_T_Fit2 プログラム仕様

非縮退半導体のEFの温度依存性を二分法で計算。

移動度-温度ホールデータ（キャリア移動度と温度の関係）を解析し、複数の散乱機構による移動度を評価するスクリプトです。 粒界散乱、光学フォノン散乱、および複数のべき乗則散乱機構を考慮した移動度モデルを用いて、測定された移動度-温度データにフィッティングを行います。 初期パラメータの推定（`init`モード）、詳細な非線形フィッティング（`fit`モード）、および既存のパラメータに基づくシミュレーション（`sim`モード）をサポートします。

mu-T-Fit2_usage

electrical.mu_T_Fit2.cal_mu(mu, T, *pk)

与えられたパラメータセットで移動度を計算する。

`tkMobility`オブジェクトの一時的なパラメータ更新を行い、指定された温度における 総移動度を計算します。計算後、パラメータは元の値に戻されます。

パラメータ:

• mu (tklib.tktransport.tkmobility.tkMobility) -- tkMobilityオブジェクト。

• T (float) -- 移動度を計算する温度 (K)。

• pk (tuple) -- 可変長引数として渡される移動度モデルパラメータのタプル。

戻り値:

指定された温度Tにおける計算された移動度 (cm^2/Vs)。

戻り値の型:

float

electrical.mu_T_Fit2.fitting(app, cparams, mu, fit)

観測された移動度-温度データに非線形最小二乗フィッティングを行う。

指定された入力ファイルから移動度-温度データを読み込み、 `scipy.optimize.minimize`を用いて、粒界散乱、光学フォノン散乱、 複数のべき乗則散乱を考慮した移動度モデルのパラメータを最適化します。 フィッティング結果、各散乱機構の貢献度、およびプロットを出力します。

パラメータ:

• app (tklib.tkapplication.tkApplication) -- tkApplicationオブジェクト。

• cparams (tklib.tkparams.tkParams) -- 設定パラメータオブジェクト。

• mu (tklib.tktransport.tkmobility.tkMobility) -- tkMobilityオブジェクト。

• fit (tklib.tksci.tkFit.tkFit) -- tkFitオブジェクト。

electrical.mu_T_Fit2.init(app, cparams, mu, fit)

移動度モデルパラメータを線形最小二乗法で初期化する。

観測された移動度-温度データに対し、特定の形式に変換して線形最小二乗フィッティングを行い、 移動度モデルのべき乗則散乱項の係数を初期推定します。 活性化エネルギーの計算とプロットも行います。

パラメータ:

• app (tklib.tkapplication.tkApplication) -- tkApplicationオブジェクト。

• cparams (tklib.tkparams.tkParams) -- 設定パラメータオブジェクト。

• mu (tklib.tktransport.tkmobility.tkMobility) -- tkMobilityオブジェクト。

• fit (tklib.tksci.tkFit.tkFit) -- tkFitオブジェクト。

electrical.mu_T_Fit2.initialize()

アプリケーションのグローバル変数と初期設定を初期化する。

tkApplication、tkMobility、tkParamsなどのオブジェクトを生成し、 デフォルトのパラメータ値、ファイルパス、グラフ設定などを設定します。

戻り値:

app, cparams, mu: 初期化されたアプリケーションオブジェクト、設定パラメータオブジェクト、移動度モデルオブジェクト。

戻り値の型:

tuple[tkApplication, tkParams, tkMobility]

electrical.mu_T_Fit2.main()

プログラムのメインエントリポイント。

アプリケーションの初期化、コマンドライン引数の解析と設定の更新、 ログファイルの設定、パラメータファイルの読み込み、および 選択されたモード（init, fit, sim）に応じた処理の実行を制御します。

electrical.mu_T_Fit2.plot_muT_decomposed(app, cparams, mu, ax, xT, ymu, ymucal=None, ymu_ingrain=None, ymuop=None, ymus=None, xlabel='T (K)', ylabel='$\\mu$ (cm$^2$/Vs)', colors=None, markersize=1.0, plot_event=None)

移動度と各散乱機構による分解された移動度をプロットする。

観測された移動度、計算された総移動度、粒内移動度、光学フォノン移動度、 および複数のべき乗則散乱移動度を温度に対してプロットします。 `tkPlotEvent`を通じてデータを管理します。

パラメータ:

• app (tklib.tkapplication.tkApplication) -- tkApplicationオブジェクト。

• cparams (tklib.tkparams.tkParams) -- 設定パラメータオブジェクト。

• mu (tklib.tktransport.tkmobility.tkMobility) -- tkMobilityオブジェクト。

• ax (matplotlib.axes.Axes) -- matplotlibのAxesオブジェクト。

• xT (list[float] or numpy.ndarray) -- 温度データのリストまたはNumpy配列。

• ymu (list[float] or numpy.ndarray) -- 観測された移動度データのリストまたはNumpy配列。

• ymucal (list[float] or numpy.ndarray or None) -- (オプション) 計算された総移動度データのリストまたはNumpy配列。

• ymu_ingrain (list[float] or numpy.ndarray or None) -- (オプション) 粒内移動度データのリストまたはNumpy配列。

• ymuop (list[float] or numpy.ndarray or None) -- (オプション) 光学フォノン散乱による移動度データのリストまたはNumpy配列。

• ymus (list[list[float]] or None) -- (オプション) 複数のべき乗則散乱による移動度データのリストまたはNumpy配列。

• xlabel (str) -- (オプション) X軸のラベル文字列。

• ylabel (str) -- (オプション) Y軸のラベル文字列。

• colors (list[str] or None) -- (オプション) プロットに使用する色のリスト。

• markersize (float) -- (オプション) マーカーのサイズ。

• plot_event (tklib.tkgraphic.tkplotevent.tkPlotEvent or None) -- (オプション) tkPlotEventオブジェクト。

electrical.mu_T_Fit2.plot_muT_weight(app, cparams, mu, ax, xT, ywmugb, ywmuop, ywmus, xlabel='T (K)', ylabel='Linear weight', colors=None, markersize=1.0, plot_event=None)

移動度を構成する各散乱機構の相対的な重みをプロットする。

粒界散乱、光学フォノン散乱、および複数のべき乗則散乱の各機構が全体移動度に与える重み（逆数和における割合）を 温度に対してプロットします。`tkPlotEvent`を通じてデータを管理します。

パラメータ:

• app (tklib.tkapplication.tkApplication) -- tkApplicationオブジェクト。

• cparams (tklib.tkparams.tkParams) -- 設定パラメータオブジェクト。

• mu (tklib.tktransport.tkmobility.tkMobility) -- tkMobilityオブジェクト。

• ax (matplotlib.axes.Axes) -- matplotlibのAxesオブジェクト。

• xT (list[float] or numpy.ndarray) -- 温度データのリストまたはNumpy配列。

• ywmugb (list[float] or numpy.ndarray) -- 粒界散乱の重みデータのリストまたはNumpy配列。

• ywmuop (list[float] or numpy.ndarray) -- 光学フォノン散乱の重みデータのリストまたはNumpy配列。

• ywmus (list[list[float]]) -- 複数のべき乗則散乱の重みデータのリストまたはNumpy配列。

• xlabel (str) -- (オプション) X軸のラベル文字列。

• ylabel (str) -- (オプション) Y軸のラベル文字列。

• colors (list[str] or None) -- (オプション) プロットに使用する色のリスト。

• markersize (float) -- (オプション) マーカーのサイズ。

• plot_event (tklib.tkgraphic.tkplotevent.tkPlotEvent or None) -- (オプション) tkPlotEventオブジェクト。

electrical.mu_T_Fit2.sim(app, cparams, mu, fit)

既存のパラメータを用いて移動度-温度特性をシミュレーションする。

指定された入力ファイルから温度と観測移動度データを読み込み、 現在のパラメータ設定に基づいて移動度、各散乱機構の貢献度、 および活性化エネルギーを計算します。 結果をファイルに出力し、詳細なプロットを表示します。

パラメータ:

• app (tklib.tkapplication.tkApplication) -- tkApplicationオブジェクト。

• cparams (tklib.tkparams.tkParams) -- 設定パラメータオブジェクト。

• mu (tklib.tktransport.tkmobility.tkMobility) -- tkMobilityオブジェクト。

• fit (tklib.tksci.tkFit.tkFit) -- tkFitオブジェクト。

electrical.mu_T_Fit2.updatevars(app, cparams, mu)

コマンドライン引数から設定パラメータを更新する。

sys.argvを解析し、モード、入力ファイル、データラベル、温度範囲、最適化パラメータなどを 設定オブジェクト`cparams`に適用します。入力ファイルが指定されていない場合はエラーで終了します。

パラメータ:

• app (tklib.tkapplication.tkApplication) -- tkApplicationオブジェクト。

• cparams (tklib.tkparams.tkParams) -- 設定パラメータオブジェクト。

• mu (tklib.tktransport.tkmobility.tkMobility) -- tkMobilityオブジェクト。

electrical.mu_T_Fit2.usage(app)

アプリケーションのコマンドライン引数使用法を表示する。

`app.usage_str`に定義された使用法文字列を標準出力に表示します。

パラメータ:

app (tklib.tkapplication.tkApplication) -- tkApplicationオブジェクト。