357 猜想,得證

我有科研輔助系統 357 猜想,得證

這臺溫度控制器是段云用來測試熱電器件的，精度很高，升溫程序也很精細.

一共有三個大檔次，即快、中、慢。

每個大檔次都有從1到9的九個小檔次，分別對應于不同的加熱功率。

如果是快9檔，升溫速度就是刷刷的，如果是慢1檔，可能就是蝸牛般的升溫速度。

熱電偶是獨立放在樣品旁邊的，近似真空的環境下，熱傳導很慢，溫度的顯示會滯后于升溫操作。

也就是說，實驗的主要難點就是控溫。

必須要讓液氮艙中液氮帶走的熱量和加熱器提供的熱量兩者抵消掉，溫度才能穩定下來。

當然，做到完全精準那是不可能的。

一定的實驗誤差還是可以允許的，比如測試點為120K，那么測試過程中的溫度波動在119.9K120.1K之間，都是可以接受的。

當前溫度傳感器現實的溫度是118.74K，降溫幅度已經非常慢了，以0.01K的幅度在下降。

許秋檢查了一下石英窗口，沒有霧氣，表明內部的真空度仍然比較高，便再次將液氮加滿，然后把低溫裝置放入PL儀器中。

從現在開始，就需要進行連續測試。

一旦中途以任何形式被打斷，包括液氮完全漏光，低溫裝置被移動，或是石英窗口起霧，都需要重頭開始測試，前面測試的數據只能舍去。

打個比方，第一次以5K間隔，測試了從120K到145K的六個樣品點，當測150K的時候，石英窗口突然起霧，那接下來的測試結果肯定就不準確了，強行繼續測試的話，擬合最后得到的可能就是一根曲線了，而本來應該是直線的。

不僅如此，重新測試時也不能直接從150K開始，必須從120K開始，不然沿用之前的數據，很可能出現兩組數據不匹配，在150K的地方出現斷層現象，新舊數據本來應該在一條直線上，現在變成了兩條直線。

許秋開啟升溫程序，用功率最低的慢1檔進行試水，目標溫度設置為為120K。

剛開始的時候，溫度仍然在慢慢的降低，大約一分鐘后，溫度開始以0.02、0.03K的幅度回升。

許秋暗自慶幸，看來這慢1檔的功率也不小。

不過，想想也很正常，畢竟現在內部是在120K左右的低溫下，只要稍微加加熱，溫度就會起飛。

許秋很有耐心，就看著溫度慢慢爬升了五分鐘，終于達到120K。

加熱器自動停止工作，余熱讓溫度繼續往上沖了一些，隨后慢慢回落，又慢慢往上沖，最終穩定在120K左右，偏差值小于0.1K，工作原理有些類似于普通的加熱臺，只是現在這個控溫的進度更加高一些。

溫度在120K的地方穩定了三分鐘后，許秋開始測試，連續測試了五組PL數據。

PL結果略有波動，但波動的幅度不大，在10以內。

繼續升溫，許秋這回將升溫程序設置為慢2檔，過了四分多鐘，溫度穩定在125K，他再次測試五組數據。

隨著溫度的提升，許秋同時也不斷的提升著加熱速率，慢3檔、慢4檔……

同時中途他還額外加了三次液氮。

最終，從下午一點半一直測到晚上八點，許秋拿到了從120K到200K的數據，共計17組，85個數據。

從頭到尾，幾乎沒有喘息的機會，需要時刻關注著溫度的變化情況，就連晚飯許秋都是在旁邊的辦公室吃外賣解決的。

沒辦法，升溫要五分鐘，穩定溫度要三分鐘，測試要五分鐘，這還是理想狀態，如果中途額外加液氮的話，升溫速率就會顯著變慢。

好在這次實驗中途沒有出現液氮完全漏光、低溫裝置被移動，或是石英窗口起霧等事件，算是連續測試完成。

當然，在擬合數據結果沒出來前，也不能完全確定實驗就成功了。

萬一測試結果極度不合理，那就可能是實驗過程中出現了未知的問題。

許秋關閉儀器，把低溫裝置放在一個角落里，打開液氮艙的閥門。

低溫裝置液氮艙里面的液氮，許秋暫時沒有處理，就讓它慢慢揮發。

理論上直接倒出來，也不是不行，但沒必要，反正只要敞著口，等明天過來，液氮肯定就跑光了。

回到辦公室，許秋開始處理數據。

根據公式進行擬合。

橫坐標是1/kBT，kB是玻爾茲曼常數，T是溫度。

縱坐標是ln（I0/I(T)1)，I0是最低溫度下的PL強度，I（T）是對應溫度下的PL強度。

因為溫度越低，熒光強度越高，所以I0是所有PL強度數據中最大的，I0/I(T)一定大于1，對數的底數恒為正值。

計算I（T）的方式有兩種，一種是直接取PL結果單一波長下的最大強度值，另外一種是對全波長范圍內的PL強度進行積分，得到積分強度。

理論上，兩種結果都是一樣的，第二種積分的方法可能誤差會小一些。

許秋想了想，還是選擇了第一種比較簡單的方式。

如果擬合結果正常，那就皆大歡喜，如果擬合結果不正常，那再試一試第二種方式。

17組85個PL數據，每個溫度條件下，排除奇異點后取均值，然后計算、線性擬合。

最終，線性擬合的斜率為負0.117，線性相關系數R為0.98。

表明ITIC的激子結合能為0.117電子伏特，或117毫電子伏特。

理論方面的分析，通常都比較麻煩，不似做材料，比較簡單直接，數值是多少就是多少。

在拿到激子結合能之后，還需要進行進一步的擬合，得到常溫條件下，激子自發拆分為自由電荷的比例隨激發態密度的變化曲線。

這個公式就比較復雜了，涉及到近10個物理量。

許秋參照文獻一番操作……

最終的結論就是：在300K溫度，正常太陽光照度，即激發態粒子密度為1E12到1E14每立方厘米的條件下，有80以上的激子會自發的轉變為自由電荷。

“猜想，得證！”看到這個結果后，許秋輕松的呼出一口氣，不枉費他花了幾天的時間查資料、測試，終于拿到了想要的結果。

此時，韓嘉瑩和鄔勝男都在張疆，莫文琳在里間實驗室做實驗，只有陳婉清坐在許秋旁邊，碼字肝文章。

在聽到許秋的動靜后，學姐好奇的湊了過去，看著許秋電腦桌面上的ORIGN軟件，詢問道：“今天測試的結果怎么樣？”

許秋神色輕松，說道：“ITIC的激子結合能，我算出來的結果是117毫電子伏特，和我之前預測的一樣，進一步的分析表明，有機光伏器件正常工作條件下，有80以上的激子會自發的轉變為自由電荷，這樣就可以證明為什么ITIC系列非富勒烯材料不需要‘驅動力’就可以實現電荷輸運……”

“哇，這可是一個重大的發現啊。”陳婉清當即聽出來這個結論的重要性，雖然她實驗方面相對一般，但在文獻閱讀方面可不比許秋差多少。

學姐頓了頓，繼續說道：“之前只是猜想，現在這個結果一出，那就是實錘了，不過這個結論偏物理一些，你打算發什么文章？”

許秋淡定說道：“我打算整合幾個亮點，搞一篇大文章。”

“大文章？NC嘛？”陳婉清歪了歪頭，猶豫道：“該不會……是想發《自然》大子刊吧？”

“bingo！”許秋打了個響指，解釋道：“之后要是激子擴散距離測試也能獲得一個不錯的結論，再配合一個高效率13的體系，就有機會沖一波《自然·能源》或是《焦耳》。”

“原來是新刊呀，那倒是機會大一些，”陳婉清先是點點頭，隨后話鋒一轉：“不過，新體系的效率你有信心能做到13？”

目前，組里明面上的最高效率體系，是學姐的IEICO4F體系，效率為12.3。

但實際上，許秋這邊的早已經做到了13.5，哪怕現實中無法完全重復出來，J2:IDIC4F體系的效率達到13也應該不難。

當然，這種事情許秋也沒辦法細講，他就隨意找了個借口，說道：“之前IDIC體系表現不錯，優化后性能提升的幾率很高，而且學妹那邊不也要開發J2、J3給體嘛，說不定兩兩組合，效率就突破了呢。”

“嗯，肯定可以的！”陳婉清鼓勵道，她的內心也是很希望許秋能夠走到更遠。

一方面，她能有現在的學術成果，許秋的幫助占了很大的比重；另一方面，她也是有一種“把科研夢想寄托在許秋身上完成”的意味在里面。

暑假期間，陳婉清想了很久，最后認識到自己并不適合在學術圈繼續發展。

選擇國內土博后的話，發展空間又有限，畢竟現在科研圈整體紅海的情況，一直在提高準入門檻，都在強調海外工作經歷。

像許秋這樣成果斐然的，那自然海外經歷不經歷的都不重要，畢業留校肯定沒有問題，但她現在這情況，高不成低不就的，最終的結局，還是要么去國外找博后崗，要么出國當兩年訪問學者。

要是出國找個博后，基本上很難遇到許秋這樣的大腿，大概率原形畢露……

這也是她最終主動找到藍河的原因。

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