第四十八章 光源樣品
“許秋,,我們要準(zhǔn)備光源的樣品了,。”陳婉清道,。
“光源,?”許秋想了想,說(shuō)道:“就是魔都同步輻射中心吧,?!?p> “對(duì)的,他們也叫魔都光源,,是目前中國(guó)最新一代的同步輻射光源,。”陳婉清道,。
“那什么時(shí)候去測(cè)試呢,?”許秋道。
“兩天后,,7月25號(hào),,周五,九點(diǎn)開(kāi)始,,時(shí)間是12個(gè)小時(shí),。”陳婉清道,。
“要測(cè)12個(gè)小時(shí)啊,,這么久。”許秋道,。
“沒(méi)辦法,,他們分配機(jī)時(shí)的時(shí)候,就是以半天為單位進(jìn)行分配的,?!标愅袂宓馈?p> “他們光源是一天24小時(shí)都在運(yùn)行啊,,那豈不是有些倒霉蛋要通宵測(cè)試了,,等一下……”許秋好像突然意識(shí)到了什么。
“我們不會(huì)就是那個(gè)倒霉蛋吧,?!?p> “沒(méi)錯(cuò),我們被安排的時(shí)間就是晚上九點(diǎn)開(kāi)始的,?!标愅袂妩c(diǎn)點(diǎn)頭道。
“測(cè)完后就是26號(hào)上午九點(diǎn),,休息一個(gè)白天,,28號(hào)才保研面試,應(yīng)該問(wèn)題不大,?!痹S秋內(nèi)心分析過(guò)后,說(shuō)道:
“行,,學(xué)姐來(lái)教我制備樣品吧,。”
…………
來(lái)到實(shí)驗(yàn)室,,陳婉清介紹道:
“我們做光源樣品用的基底是單晶硅片,,因?yàn)樗谋尘靶盘?hào)容易辨認(rèn)和扣除。
首先需要用玻璃刀將硅片裁成小塊,,每一塊的面積盡量在2平方厘米以上,,大致呈正方形即可?!?p> 說(shuō)完,,陳婉清從硅片盒中取出一片圓形的硅片。
其直徑大約15厘米,,厚度大約2-3毫米,單面拋光,。
她取來(lái)玻璃刀,,拿直尺比著,在未拋光的那一面,劃了一組間隔約1.5厘米的平行直線,。
然后,,用兩只尖端扁平的鑷子,分別夾住玻璃刀所劃直線印記的兩端,,同時(shí)用力,,將其掰斷。
這樣就得到了一組寬約1.5厘米的長(zhǎng)條硅片,。
接著,,她再次借助玻璃刀,將長(zhǎng)條硅片掰斷成為一片片近似正方形的小硅片,。
當(dāng)然,,因?yàn)榇蠊杵菆A形的,所以邊角處不可避免的存在一定的弧度,。
許秋學(xué)會(huì)后,,也如法炮制,拿來(lái)兩片圓形硅片,,將它們掰成為小硅片,。
兩人一共得到90余片小硅片,做這次的樣品足夠了,。
“接下來(lái),,將小硅片洗凈吹干,清洗硅片的話有專門的工具,?!?p> 陳婉清拿來(lái)一個(gè)裝有塑料支架的燒杯。
“把硅片一片片整齊擺在塑料支架上,,然后倒入溶液,,用鋁箔把燒杯口封住,然后用超聲波清洗儀超聲,。
溶液分別是去離子水,、丙酮、異丙醇,,各自超聲10分鐘,,最后再用氮?dú)鈽寣⒐杵蹈桑湃肱囵B(yǎng)皿中,?!?p> “這和清洗玻璃基片的步驟也差不多啊,除了不用肥皂水以外,?!痹S秋道。
“是呀,不過(guò)在用氮?dú)鈽尩臅r(shí)候要小心,,硅片比ITO玻璃基片更容易飛掉,。”陳婉清提醒道,。
“好的,。”許秋道:“對(duì)了,,吳菲菲和段云他們不需要做樣品嗎,?”
“吳菲菲的三維鈣鈦礦材料,遇到氧氣會(huì)直接變質(zhì),,沒(méi)辦法測(cè)試,;
段云主要做無(wú)機(jī)熱電材料,他在學(xué)校里用XRD就可以測(cè)試了,,不需要跑到光源去測(cè)試,。”陳婉清道,。
…………
有了學(xué)姐的提醒,,許秋在吹干硅片時(shí),沒(méi)出現(xiàn)太大的失誤,,只吹飛了一片,。
然后,他和學(xué)姐一同討論要做哪些樣品,。
P3HT的話,,陳婉清有6個(gè)共混體系,3個(gè)單獨(dú)組分,,共9種,;
旋涂方法包括正常旋涂和噴涂,共2種,;
每種再設(shè)置2組轉(zhuǎn)速,;
一共36組條件。
PTB7-TH體系,,1個(gè)共混體系,,2個(gè)單獨(dú)組分,共3種,。
溶劑添加劑包含不添加和2種不同的體積分?jǐn)?shù),,一共有3種;
退火和不退火,,一共2種,;
每種再設(shè)置2組轉(zhuǎn)速,;
一共36組條件。
其實(shí)轉(zhuǎn)速對(duì)于最終結(jié)果的影響不大,,但是有機(jī)樣品的信號(hào)普遍較弱,為了防止意外,,確保每個(gè)體系都能測(cè)出來(lái)信號(hào),,所以要盡量多的準(zhǔn)備樣品。
因?yàn)楣杵拿娣e較小,,所以采用數(shù)值編號(hào),,從1到72,許秋將編號(hào)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件記錄在實(shí)驗(yàn)記錄本上,。
然后,,他將吹干的硅片臭氧處理后,傳入手套箱中,,準(zhǔn)備旋涂,。
硅片的旋涂操作與正常的相差無(wú)幾,雖然硅片面積比較小,,但是它的表面平整且硬度高,。
因此只需要換一個(gè)小型勻膠機(jī)吸臺(tái),就可以將硅片牢牢吸住,,不需要像PEN基片一樣需要貼在玻璃上才能進(jìn)行旋涂,。
兩個(gè)小時(shí)后,許秋制備好了全部的樣品,,并在每個(gè)硅片背后都標(biāo)記了編號(hào),。
其中包含6、9數(shù)字的樣品,,需要在其下方劃一道橫線,,以此確認(rèn)究竟是6還是9。
…………
回到辦公桌,,許秋沒(méi)忘記向?qū)W姐請(qǐng)教測(cè)試原理,。
陳婉清介紹道:
“普通的X射線衍射實(shí)驗(yàn),也就是XRD,,它是給晶體樣品打一道X射線,,X射線通過(guò)晶體,就會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象,。
產(chǎn)生的衍射信號(hào)被設(shè)備收集,,經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析,可以得到晶體內(nèi)原子排布的信息,。
這種測(cè)試是沒(méi)有維度上區(qū)分的,,比如這個(gè)晶體它在不同的方向上結(jié)晶情況不同,,就無(wú)法通過(guò)XRD信號(hào)看出。
而我們測(cè)試的是掠入射廣角X射線衍射,,縮寫是GIWAXS,,可以把它理解成為是二維的XRD。
也就是說(shuō),,我們可以分析晶體在兩個(gè)維度上的結(jié)晶情況,。
像是高聚物結(jié)晶時(shí),它的主鏈,、支鏈都可以結(jié)晶,,結(jié)晶的方向一般是垂直的。
我們把它制備成薄膜,,那么一個(gè)維度是薄膜平面,,另一個(gè)維度是垂直于薄膜平面的平面外,兩個(gè)維度上的結(jié)晶信號(hào)就是不同的,。
因此,,用GIWAXS手段可以很好的看出,高聚物主鏈,、支鏈各自的結(jié)晶性能,,而使用XRD,它們的信號(hào)就會(huì)混雜在一起,,無(wú)法分辨,。”
“這個(gè)測(cè)試很難做嗎,?”許秋問(wèn)道:“我們一般的表征都可以在實(shí)驗(yàn)室或?qū)W校的公共儀器平臺(tái)測(cè)試,,這個(gè)卻要跑到張疆那邊去?!?p> “其實(shí)我們還算好啦,,學(xué)校正好在魔都本地,去張疆的話打車也就一個(gè)小時(shí),。
我之前測(cè)試的時(shí)候遇到過(guò)來(lái)自全國(guó)各地的研究者,,比如港大的,他們都是坐飛機(jī)提前一天飛過(guò)來(lái),,還要訂酒店的,。
目前,全國(guó)只有四處同步輻射光源,,魔都同步輻射光源是最先進(jìn)的一處,,是第三代同步輻射光源?!?