① 数据输入与拟合
- 在「实验数据输入」文本框中输入数据,格式为:
#time=小时 标记退火时长,每行 深度(制表符)Mo浓度(%)
- 不退火初始态:使用
#time=0 标记未经退火的初始浓度分布(沉积态),程序会将其作为扩散前的初始剖面
- 不同时间的数据组用空行分隔(参见默认示例)
- 点击「拟合扩散参数」按钮,使用 Levenberg-Marquardt 算法进行非线性拟合
- 拟合结果将显示 D(扩散系数)、σ(扩散深度)、C₁、C₂、x₀ 和 R²
- 拟合曲线图可直观对比实验数据与模型预测,支持导出 CSV
② 预测与可视化
- 完成拟合后切换到「预测与可视化」标签页
- 通过滑块调整近表面/近衬底 Mo 浓度、总膜厚、界面位置和退火时间
- 点击「生成预测」查看 Mo 浓度深度分布曲线、内建电场 E_bi 和能带弯曲图
- 拖动滑块时会自动更新预测结果(有 200ms 防抖,避免卡顿)
- 如果输入了
#time=0 初始数据,"退火前"曲线将使用实测初始剖面,否则使用理想阶跃函数
- 每个图表支持导出 CSV 数据文件
拟合模型说明
- Fick 第二定律:∂C/∂t = D · ∂²C/∂x²,描述扩散过程
- 误差函数浓度分布:C(x,t) = (C₁+C₂)/2 + (C₁−C₂)/2 · erf[(x₀−x)/σ],σ = √(2Dt)
- 内建电场:E_bi(x) = −(kT/q)·(1/C)·dC/dx
- 能带弯曲:由浓度梯度导致静电势偏移,导带和价带同步弯曲,带隙保持 2.4 eV 恒定
- 退火温度:固定 450°C(723 K),适用于 BiVO₄ 薄膜梯度掺杂体系
💡 提示:拟合采用 Levenberg-Marquardt 算法(最多 800 次迭代),对初值不敏感。建议输入 #time=0 的初始态数据以获得更准确的初始浓度剖面。如果数据质量较好,R² 通常可达 0.99 以上。