第三十九章 载流子迁移率

作品:《我有科研辅助系统

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    周日。

    许秋来到实验室。

    段云正戴着耳机专心码字,陈婉清则在桌位上整理着纸质文献。

    许秋先和段云打了声招呼,然后走到陈婉清旁边坐下。

    “学姐,en基底的事有消息了吗?”

    “嗯嗯,我联系了几家做光电材料的厂家,其中一家有现成的en基底,”陈婉清道“不过他们只做大面积的基底,最少要买1米乘10米,我就按最小的规格买了,估计一周之内就能到。”

    “大面积的基底,”许秋问道“指的是一整张10平方米面积的en基底,上面均匀镀有ito吗?”

    “没错。”陈婉清道。

    “可我们用的玻璃基片上ito是有图案的啊。”许秋道。ii

    “那么就需要先将大块的基片裁剪为一平方英寸的小片,然后再把不需要的ito蚀刻掉,得到图案化的ito基底。”陈婉清道。

    “好吧,我明白了,”许秋道“那学姐有现成的蚀刻条件吗?”

    “好像没有哦。”陈婉清歪头想了想道。

    “好像?”许秋在心里嘀咕了一句,说道“好吧,那我找找看。”

    他掏出电脑,再次翻看那几篇柔性衬底的文献。

    很快,他就在其中一篇文献的实验信息部分,看到了他们给出的蚀刻ito的条件

    在2摩尔每升的稀盐酸中加入锌粉,随后放入ito基片,与溶液接触的部分将被蚀刻掉。

    不过,现在enito基片还没有到,他只能先把这个方法记下,然后向陈婉清汇报ii

    “学姐,我找到ito的蚀刻方法了。”

    “这么快就找到啦,让我看看。”陈婉清凑过头,看了看许秋的电脑。

    “我想起来了,这是经典的湿法蚀刻方法,我记得还有一种干法蚀刻……”看到许秋在盯着她看,陈婉清小声说道

    “如果我说我刚刚真的没想起来,你会相信吗?”

    “我信。”许秋无奈的摊摊手。

    …………

    今天没有实验做,许秋在实验室里逛了一圈,想看看还有什么自己不熟悉的仪器。

    结果,他惊奇的发现,整个实验室里,除了电化学工作站外,仅有一台仪器是他还没有用过的。

    那台仪器,他还依稀有些印象,好像是在田晴的毕业答辩t上出现过。ii

    考虑到下周开始考试周后,他有近一个月时间不来实验室,许秋决定今天把这台仪器搞定了。

    于是,他找到陈婉清。

    “学姐,实验室里那台仪器是干什么用的呢,可以教我吗?”

    “那一台呀,是用来测试celiv和tof的,”陈婉清道“主要是田晴在使用,她的毕业设计就是做这个的。

    不过,当初魏老师也把测试方法教给了其他人,我也会操作,只是数据分析方面就不太行了。

    两台仪器主要是用来表征电池器件中载流子的输运情况,是比较偏向于理论研究的。

    通过建立模型、拟合数据,据说可以得到很多电荷输运动力学的信息。

    但我现在只会简单的计算载流子迁移率。ii

    在半导体领域,电子和空穴被称为载流子,它们的迁移率可以理解为它们在器件中移动的速率,通常是越快越好。

    这仪器在我学会后就一直没用过,要不是你提醒,我都想不到可以测试一下这个。”

    “在测试前,我先给你看个宝贝。”陈婉清神秘道。

    “宝贝?”许秋疑惑的跟着学姐,她的行进方向是一个储物柜。

    陈婉清从储物柜中取出一个黑色的方形纸盒,示意许秋打开。

    许秋打开后,发现里面装着两个黑色的拉链盒。

    从外观看,不会是眼镜盒吧?

    他拉开盒子的拉链。

    不出所料,里面装的是眼镜,橙红色的镜片像是特殊材质制成的。ii

    “果然,我就不应该期待什么。”许秋心想。

    “是不是很惊喜,”陈婉清笑了笑道“这是护目镜,等下要用到高功率的激光,戴上它就能保护眼睛不被灼伤。”

    许秋勉强挤出一个笑容回应。

    二人戴好护目镜后,来到仪器旁,陈婉清介绍道

    “这台仪器主要由三部分组成,激光光源、信号发生器、示波器,因为没有电脑,所以需要提前插一个u盘,数据会自动存储在u盘中。

    测试方法很简单,先将样品装入样品托,然后将样品托连接信号发生器和示波器,设置好参数后,启动激光、信号发生器,示波器就会显示电流随时间变化的波形。

    第一种测试手段,是线性增压载流子瞬态法,也就是celiv。ii

    原理上是先给器件一个短暂的激光脉冲,有效层吸收激光的光能,在内部产生载流子,然后用一个线性增大的电压,将电子和空穴分别‘扫’至负极和正极,便形成了电流。

    这种方法中,波形的电流大小不重要,因为我们关心的是电荷迁移率,所以主要考察电流信号产生峰值的时间。

    时间越短,就表明载流子运动的越快,迁移率就越高。

    在计算公式中,迁移率与时间的负二次方成正比。

    这种方法得到的迁移率无法区分电子和空穴,是它们整体的迁移率。

    另外一种是飞行时间法,tof。

    采用这种方法需要制备特别的电池器件,首先有效层要比较厚,通常在300纳米以上为宜,保证载流子在有效层内‘飞行’的时间足够长。

    此外,还需要在器件结构中加入电子和空穴的阻挡层,从字面意思上可以理解,阻挡层就是电子和空穴几乎无法通过的材料。

    通常可以使用绝缘体作为阻挡层,我们一般用氟化锂,蒸镀5纳米厚度就可以有效的阻挡电子和空穴通过。

    原理上和celiv类似,不过采用的是恒定电压,主要考察电流信号开始衰减时的时间。

    因为阻挡层的存在,可以分别测试电子和空穴,两种载流子各自的迁移率。

    我们现在没有能够用来测试tof的器件,所以今天只测试celiv。”

    仪器的参数都是默认设置好的,操作也不难,陈婉清示范过后,许秋将另外的五组体系也测试完毕。

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