这台温度控制器是段云用来测试热电器件的，精度很高，升温程序也很精细.一共有三个大档次，即快、中、慢。每个大档次都有从1到9的九个小档次，分别对应于不同的加热功率。如果是快9档，升温速度就是刷刷的，如果是慢1档，可能就是蜗牛般的升温速度。热电偶是独立放在样品旁边的，近似真空的环境下，热传导很慢，温度的显示会滞后于升温操作。也就是说，实验的主要难点就是控温。必须要让液氮舱中液氮带走的热量和加热器提供的热量两者抵消掉，温度才能稳定下来。当然，做到完全精准那是不可能的。一定的实验误差还是可以允许的，比如测试点为120K，那么测试过程中的温度波动在119.9K-120.1K之间，都是可以接受的。当前温度传感器现实的温度是118.74K，降温幅度已经非常慢了，以0.01K的幅度在下降。许秋检查了一下石英窗口，没有雾气，表明内部的真空度仍然比较高，便再次将液氮加满，然后把低温装置放入PL仪器中。从现在开始，就需要进行连续测试。一旦中途以任何形式被打断，包括液氮完全漏光，低温装置被移动，或是石英窗口起雾，都需要重头开始测试，前面测试的数据只能舍去。打个比方，第一次以5K间隔，测试了从120K到145K的六个样品点，当测150K的时候，石英窗口突然起雾，那接下来的测试结果肯定就不准确了，强行继续测试的话，拟合最后得到的可能就是一根曲线了，而本来应该是直线的。不仅如此，重新测试时也不能直接从150K开始，必须从120K开始，不然沿用之前的数据，很可能出现两组数据不匹配，在150K的地方出现断层现象，新旧数据本来应该在一条直线上，现在变成了两条直线。许秋开启升温程序，用功率最低的慢1档进行试水，目标温度设置为为120K。刚开始的时候，温度仍然在慢慢的降低，大约一分钟后，温度开始以0.02、0.03K的幅度回升。许秋暗自庆幸，看来这慢1档的功率也不小。不过，想想也很正常，毕竟现在内部是在120K左右的低温下，只要稍微加加热，温度就会起飞。许秋很有耐心，就看着温度慢慢爬升了五分钟，终于达到120K。加热器自动停止工作，余热让温度继续往上冲了一些，随后慢慢回落，又慢慢往上冲，最终稳定在120K左右，偏差值小于0.1K，工作原理有些类似于普通的加热台，只是现在这个控温的进度更加高一些。温度在120K的地方稳定了三分钟后，许秋开始测试，连续测试了五组PL数据。PL结果略有波动，但波动的幅度不大，在10%以内。继续升温，许秋这回将升温程序设置为慢2档，过了四分多钟，温度稳定在125K，他再次测试五组数据。130K、135K、140K……随着温度的提升，许秋同时也不断的提升着加热速率，慢3档、慢4档……同时中途他还额外加了三次液氮。最终，从下午一点半一直测到晚上八点，许秋拿到了从120K到200K的数据，共计17组，85个数据。从头到尾，几乎没有喘息的机会，需要时刻关注着温度的变化情况，就连晚饭许秋都是在旁边的办公室吃外卖解决的。没办法，升温要五分钟，稳定温度要三分钟，测试要五分钟，这还是理想状态，如果中途额外加液氮的话，升温速率就会显著变慢。好在这次实验中途没有出现液氮完全漏光、低温装置被移动，或是石英窗口起雾等事件，算是连续测试完成。当然，在拟合数据结果没出来前，也不能完全确定实验就成功了。万一测试结果极度不合理，那就可能是实验过程中出现了未知的问题。许秋关闭仪器，把低温装置放在一个角落里，打开液氮舱的阀门。低温装置液氮舱里面的液氮，许秋暂时没有处理，就让它慢慢挥发。理论上直接倒出来，也不是不行，但没必要，反正只要敞着口，等明天过来，液氮肯定就跑光了。回到办公室，许秋开始处理数据。根据公式进行拟合。横坐标是1/kBT，kB是玻尔兹曼常数，T是温度。纵坐标是ln（I0/I(T)-1)，I0是最低温度下的PL强度，I（T）是对应温度下的PL强度。因为温度越低，荧光强度越高，所以I0是所有PL强度数据中最大的，I0/I(T)一定大于1，对数的底数恒为正值。计算I（T）的方式有两种，一种是直接取PL结果单一波长下的最大强度值，另外一种是对全波长范围内的PL强度进行积分，得到积分强度。理论上，两种结果都是一样的，第二种积分的方法可能误差会小一些。许秋想了想，还是选择了第一种比较简单的方式。如果拟合结果正常，那就皆大欢喜，如果拟合结果不正常，那再试一试第二种方式。17组85个PL数据，每个温度条件下，排除奇异点后取均值，然后计算、线性拟合。最终，线性拟合的斜率为负0.117，线性相关系数R为0.98。表明ITIC的激子结合能为0.117电子伏特，或117毫电子伏特。理论方面的分析，通常都比较麻烦，不似做材料，比较简单直接，数值是多少就是多少。在拿到激子结合能之后，还需要进行进一步的拟合，得到常温条件下，激子自发拆分为自由电荷的比例随激发态密度的变化曲线。这个公式就比较复杂了，涉及到近10个物理量。许秋参照文献一番操作……最终的结论就是：在300K温度，正常太阳光照度，即激发态粒子密度为1E12到1E14每立方厘米的条件下，有80%以上的激子会自发的转变为自由电荷。“猜想，得证！”看到这个结果后，许秋轻松的呼出一口气，不枉费他花了几天的时间查资料、测试，终于拿到了想要的结果。此时，韩嘉莹和邬胜男都在张疆，莫文琳在里间实验室做实验，只有陈婉清坐在许秋旁边，码字肝文章。在听到许秋的动静后，学姐好奇的凑了过去，看着许秋电脑桌面上的ORIGN软件，询问道：“今天测试的结果怎么样？”许秋神色轻松，说道：“ITIC的激子结合能，我算出来的结果是117毫电子伏特，和我之前预测的一样，进一步的分析表明，有机光伏器件正常工作条件下，有80%以上的激子会自发的转变为自由电荷，这样就可以证明为什么ITIC系列非富勒烯材料不需要‘驱动力’就可以实现电荷输运……”“哇，这可是一个重大的发现啊。”陈婉清当即听出来这个结论的重要性，虽然她实验方面相对一般，但在文献阅读方面可不比许秋差多少。学姐顿了顿，继续说道：“之前只是猜想，现在这个结果一出，那就是实锤了，不过这个结论偏物理一些，你打算发什么文章？”许秋淡定说道：“我打算整合几个亮点，搞一篇大文章。”“大文章？NC嘛？”陈婉清歪了歪头，犹豫道：“该不会……是想发《自然》大子刊吧？”“bingo！”许秋打了个响指，解释道：“之后要是激子扩散距离测试也能获得一个不错的结论，再配合一个高效率13%的体系，就有机会冲一波《自然·能源》或是《焦耳》。”“原来是新刊呀，那倒是机会大一些，”陈婉清先是点点头，随后话锋一转：“不过，新体系的效率你有信心能做到13%？”目前，组里明面上的最高效率体系，是学姐的IEICO-4F体系，效率为12.3%。但实际上，许秋这边的早已经做到了13.5%，哪怕现实中无法完全重复出来，J2:IDIC-4F体系的效率达到13%也应该不难。当然，这种事情许秋也没办法细讲，他就随意找了个借口，说道：“之前IDIC体系表现不错，优化后性能提升的几率很高，而且学妹那边不也要开发J2、J3给体嘛，说不定两两组合，效率就突破了呢。”“嗯，肯定可以的！”陈婉清鼓励道，她的内心也是很希望许秋能够走到更远。一方面，她能有现在的学术成果，许秋的帮助占了很大的比重；另一方面，她也是有一种“把科研梦想寄托在许秋身上完成”的意味在里面。暑假期间，陈婉清想了很久，最后认识到自己并不适合在学术圈继续发展。选择国内土博后的话，发展空间又有限，毕竟现在科研圈整体红海的情况，一直在提高准入门槛，都在强调海外工作经历。像许秋这样成果斐然的，那自然海外经历不经历的都不重要，毕业留校肯定没有问题，但她现在这情况，高不成低不就的，最终的结局，还是要么去国外找博后岗，要么出国当两年访问学者。要是出国找个博后，基本上很难遇到许秋这样的大腿，大概率原形毕露……这也是她最终主动找到蓝河的原因。