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一定大于1,对数的底数恒为正值。
计算i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。”
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