我有科研輔助系統(tǒng) 第三十九章 載流子遷移率

周日。

許秋來(lái)到實(shí)驗(yàn)室。

段云正戴著耳機(jī)專(zhuān)心碼字，陳婉清則在桌位上整理著紙質(zhì)文獻(xiàn)。

許秋先和段云打了聲招呼，然后走到陳婉清旁邊坐下。

“學(xué)姐，PEN基底的事有消息了嗎？”

“嗯嗯，我聯(lián)系了幾家做光電材料的廠家，其中一家有現(xiàn)成的PEN基底，”陳婉清道：“不過(guò)他們只做大面積的基底，最少要買(mǎi)1米乘10米，我就按最小的規(guī)格買(mǎi)了，估計(jì)一周之內(nèi)就能到。”

“大面積的基底，”許秋問(wèn)道：“指的是一整張10平方米面積的PEN基底，上面均勻鍍有ITO嗎？”

“沒(méi)錯(cuò)。”陳婉清道。

“可我們用的玻璃基片上ITO是有圖案的啊。”許秋道。

“那么就需要先將大塊的基片裁剪為一平方英寸的小片，然后再把不需要的ITO蝕刻掉，得到圖案化的ITO基底。”陳婉清道。

“好吧，我明白了，”許秋道：“那學(xué)姐有現(xiàn)成的蝕刻條件嗎？”

“好像沒(méi)有哦。”陳婉清歪頭想了想道。

“好像？”許秋在心里嘀咕了一句，說(shuō)道：“好吧，那我找找看。”

他掏出電腦，再次翻看那幾篇柔性襯底的文獻(xiàn)。

很快，他就在其中一篇文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)信息部分，看到了他們給出的蝕刻ITO的條件：

在2摩爾每升的稀鹽酸中加入鋅粉，隨后放入ITO基片，與溶液接觸的部分將被蝕刻掉。

不過(guò)，現(xiàn)在PEN/ITO基片還沒(méi)有到，他只能先把這個(gè)方法記下，然后向陳婉清匯報(bào)：

“學(xué)姐，我找到ITO的蝕刻方法了。”

“這么快就找到啦，讓我看看。”陳婉清湊過(guò)頭，看了看許秋的電腦。

“我想起來(lái)了，這是經(jīng)典的濕法蝕刻方法，我記得還有一種干法蝕刻……”看到許秋在盯著她看，陳婉清小聲說(shuō)道：

“如果我說(shuō)我剛剛真的沒(méi)想起來(lái)，你會(huì)相信嗎？”

“我信。”許秋無(wú)奈的攤攤手。

…………

今天沒(méi)有實(shí)驗(yàn)做，許秋在實(shí)驗(yàn)室里逛了一圈，想看看還有什么自己不熟悉的儀器。

結(jié)果，他驚奇的發(fā)現(xiàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室里，除了電化學(xué)工作站外，僅有一臺(tái)儀器是他還沒(méi)有用過(guò)的。

那臺(tái)儀器，他還依稀有些印象，好像是在田晴的畢業(yè)答辯PPT上出現(xiàn)過(guò)。

考慮到下周開(kāi)始考試周后，他有近一個(gè)月時(shí)間不來(lái)實(shí)驗(yàn)室，許秋決定今天把這臺(tái)儀器搞定了。

于是，他找到陳婉清。

“學(xué)姐，實(shí)驗(yàn)室里那臺(tái)儀器是干什么用的呢，可以教我嗎？”

“那一臺(tái)呀，是用來(lái)測(cè)試CELIV和TOF的，”陳婉清道：“主要是田晴在使用，她的畢業(yè)設(shè)計(jì)就是做這個(gè)的。

不過(guò)，當(dāng)初魏老師也把測(cè)試方法教給了其他人，我也會(huì)操作，只是數(shù)據(jù)分析方面就不太行了。

兩臺(tái)儀器主要是用來(lái)表征電池器件中載流子的輸運(yùn)情況，是比較偏向于理論研究的。

通過(guò)建立模型、擬合數(shù)據(jù)，據(jù)說(shuō)可以得到很多電荷輸運(yùn)動(dòng)力學(xué)的信息。

但我現(xiàn)在只會(huì)簡(jiǎn)單的計(jì)算載流子遷移率。

在半導(dǎo)體領(lǐng)域，電子和空穴被稱(chēng)為載流子，它們的遷移率可以理解為它們?cè)谄骷幸苿?dòng)的速率，通常是越快越好。

這儀器在我學(xué)會(huì)后就一直沒(méi)用過(guò)，要不是你提醒，我都想不到可以測(cè)試一下這個(gè)。”

“在測(cè)試前，我先給你看個(gè)寶貝。”陳婉清神秘道。

“寶貝？”許秋疑惑的跟著學(xué)姐，她的行進(jìn)方向是一個(gè)儲(chǔ)物柜。

陳婉清從儲(chǔ)物柜中取出一個(gè)黑色的方形紙盒，示意許秋打開(kāi)。

許秋打開(kāi)后，發(fā)現(xiàn)里面裝著兩個(gè)黑色的拉鏈盒。

從外觀看，不會(huì)是眼鏡盒吧？

他拉開(kāi)盒子的拉鏈。

不出所料，里面裝的是眼鏡，橙紅色的鏡片像是特殊材質(zhì)制成的。

“果然，我就不應(yīng)該期待什么。”許秋心想。

“是不是很驚喜，”陳婉清笑了笑道：“這是護(hù)目鏡，等下要用到高功率的激光，戴上它就能保護(hù)眼睛不被灼傷。”

許秋勉強(qiáng)擠出一個(gè)笑容回應(yīng)。

二人戴好護(hù)目鏡后，來(lái)到儀器旁，陳婉清介紹道：

“這臺(tái)儀器主要由三部分組成，激光光源、信號(hào)發(fā)生器、示波器，因?yàn)闆](méi)有電腦，所以需要提前插一個(gè)U盤(pán)，數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)存儲(chǔ)在U盤(pán)中。

測(cè)試方法很簡(jiǎn)單，先將樣品裝入樣品托，然后將樣品托連接信號(hào)發(fā)生器和示波器，設(shè)置好參數(shù)后，啟動(dòng)激光、信號(hào)發(fā)生器，示波器就會(huì)顯示電流隨時(shí)間變化的波形。

第一種測(cè)試手段，是線(xiàn)性增壓載流子瞬態(tài)法，也就是CELIV。

原理上是先給器件一個(gè)短暫的激光脈沖，有效層吸收激光的光能，在內(nèi)部產(chǎn)生載流子，然后用一個(gè)線(xiàn)性增大的電壓，將電子和空穴分別‘掃’至負(fù)極和正極，便形成了電流。

這種方法中，波形的電流大小不重要，因?yàn)槲覀冴P(guān)心的是電荷遷移率，所以主要考察電流信號(hào)產(chǎn)生峰值的時(shí)間。

時(shí)間越短，就表明載流子運(yùn)動(dòng)的越快，遷移率就越高。

在計(jì)算公式中，遷移率與時(shí)間的負(fù)二次方成正比。

這種方法得到的遷移率無(wú)法區(qū)分電子和空穴，是它們整體的遷移率。

另外一種是飛行時(shí)間法，TOF。

采用這種方法需要制備特別的電池器件，首先有效層要比較厚，通常在300納米以上為宜，保證載流子在有效層內(nèi)‘飛行’的時(shí)間足夠長(zhǎng)。

此外，還需要在器件結(jié)構(gòu)中加入電子和空穴的阻擋層，從字面意思上可以理解，阻擋層就是電子和空穴幾乎無(wú)法通過(guò)的材料。

通常可以使用絕緣體作為阻擋層，我們一般用氟化鋰，蒸鍍5納米厚度就可以有效的阻擋電子和空穴通過(guò)。

原理上和CELIV類(lèi)似，不過(guò)采用的是恒定電壓，主要考察電流信號(hào)開(kāi)始衰減時(shí)的時(shí)間。

因?yàn)樽钃鯇拥拇嬖冢梢苑謩e測(cè)試電子和空穴，兩種載流子各自的遷移率。

我們現(xiàn)在沒(méi)有能夠用來(lái)測(cè)試TOF的器件，所以今天只測(cè)試CELIV。”

儀器的參數(shù)都是默認(rèn)設(shè)置好的，操作也不難，陳婉清示范過(guò)后，許秋將另外的五組體系也測(cè)試完畢。