第三十二章 光譜儀

　　陳婉清將許秋引至一旁黑色的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，上面放有三臺(tái)儀器，一臺(tái)電腦。

　　“這三臺(tái)儀器，分別是紫外可見(jiàn)分光光度儀、熒光光譜儀、電化學(xué)工作站。”她一邊介紹，一邊指給許秋看。

　　“今天主要用到前兩個(gè)儀器，利用它們可以得到薄膜樣品的光吸收光譜和熒光光譜，一般簡(jiǎn)稱為UV-vis和PL?！?p>　　陳婉清打開(kāi)紫外可見(jiàn)分光光度儀和熒光光譜儀的電源，然后開(kāi)啟電腦中UV-vis的測(cè)試軟件。

　　等待了幾秒鐘，電腦顯示與儀器連接成功，同時(shí)彈出控制頁(yè)面。

　　陳婉清邊操作邊講解道：

　　“UV-vis的測(cè)試原理是將各個(gè)波長(zhǎng)的單色光分別穿透樣品，在此過(guò)程中，部分光子被樣品吸收，然后測(cè)試入射光和出射光的強(qiáng)度，通過(guò)計(jì)算便能得到樣品對(duì)該波長(zhǎng)光的透過(guò)率。

　　我們能測(cè)試的范圍大致在200-1000納米。

　　實(shí)驗(yàn)步驟也很簡(jiǎn)單。

　　第一步，啟動(dòng)光源；

　　第二步，測(cè)試空白樣品，也就是玻璃片，把它貼在樣品臺(tái)上，點(diǎn)擊‘blank’按鈕；

　　第三步，測(cè)試樣品，同樣也貼在樣品臺(tái)上，點(diǎn)擊‘sample’按鈕，軟件會(huì)自動(dòng)測(cè)試并扣除背景的。

　　這套儀器也可以用來(lái)測(cè)試溶液樣品，不過(guò)我們通常用它測(cè)薄膜?！?p>　　測(cè)試速度很快，電腦屏幕上出現(xiàn)了樣品的光吸收光譜，主要吸收峰的位置在400-650納米處。

　　許秋現(xiàn)在還不懂解譜，便問(wèn)道：“學(xué)姐，怎么樣，猜想正確嗎。”

　　“唔……”陳婉清考慮了一會(huì)兒，說(shuō)道：“從這張圖譜上來(lái)看，相比于正常旋涂條件下的樣品，現(xiàn)在它吸收峰的半峰寬更小。如果它的光吸收系數(shù)也同時(shí)提高的話，倒是可以解釋為聚合物結(jié)晶性的增加，但是現(xiàn)在不知道膜厚，所以無(wú)法計(jì)算光吸收系數(shù)?！?p>　　“那膜厚怎么測(cè)呢？”許秋道。

　　“我們旋涂的有機(jī)薄膜，厚度一般在100納米左右，測(cè)它們厚度一般用橢偏儀或者用SEM測(cè)斷面。

　　前者需要擬合參數(shù)，后者則需要在液氮冷卻的條件下掰斷基片，再測(cè)試斷面的SEM，總之都不是很方便，而且就算測(cè)出來(lái)，計(jì)算出光吸收系數(shù)，這個(gè)數(shù)據(jù)也只能作為佐證，因?yàn)樗粔蛑庇^。

　　要想得到更直觀的證據(jù)，還是需要去魔都同步輻射中心，對(duì)樣品做掠入式X射線衍射實(shí)驗(yàn)?！?p>　　陳婉清又將另外五個(gè)樣品測(cè)完，保存了數(shù)據(jù)，說(shuō)道：

　　“熒光光譜儀開(kāi)啟后需要稍微預(yù)熱一會(huì)兒，現(xiàn)在應(yīng)該差不多了?！?p>　　她打開(kāi)熒光光譜儀的儀器蓋，將里面的樣品支架取出，貼上其中一片樣品后放回，接著道：

　　“它的原理是用單色光照射樣品表面，樣品分子吸收光子的能量，發(fā)出熒光，儀器收集其熒光信號(hào)。

　　根據(jù)能量守恒原理，單光子激發(fā)下，熒光的能量小于激發(fā)光的能量，也就是熒光的波長(zhǎng)比激發(fā)光波長(zhǎng)更長(zhǎng)。

　　儀器有兩種模式，一種是給定激發(fā)光的波長(zhǎng)，收集樣品在儀器檢測(cè)范圍內(nèi)全波長(zhǎng)的熒光信號(hào)；

　　另一種是給定一個(gè)激發(fā)光波長(zhǎng)的范圍，收集給定波長(zhǎng)的樣品熒光信號(hào)。

　　我們使用的是第一種模式，通常情況下，激發(fā)光的波長(zhǎng)選擇樣品光吸收光譜中峰值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。

　　所以一般要先測(cè)試UV-vis，再測(cè)試PL。”

　　陳婉清打開(kāi)PL測(cè)試軟件，開(kāi)始設(shè)置參數(shù)：激發(fā)光波長(zhǎng)550納米，熒光檢測(cè)范圍570到850納米。

　　“這個(gè)不需要空白基片，直接測(cè)量就好。極限測(cè)試范圍大致是300-850納米。

　　操作就很簡(jiǎn)單，把樣品放進(jìn)去，旋轉(zhuǎn)樣品臺(tái)使樣品與激發(fā)光源呈60度夾角，然后蓋好蓋子，啟動(dòng)測(cè)試就可以了。”

　　陳婉清按下啟動(dòng)鍵。

　　“嗚——”

　　“當(dāng)、當(dāng)、當(dāng)……”

　　“這儀器的聲音還挺別致?！痹S秋道。

　　“應(yīng)該是里面的傳動(dòng)裝置和光柵的聲音吧，”陳婉清道：“這兩個(gè)儀器的操作都學(xué)會(huì)了嗎？”

　　“學(xué)會(huì)了?！痹S秋點(diǎn)點(diǎn)頭，同時(shí)也在系統(tǒng)中復(fù)制了學(xué)姐的這兩項(xiàng)技能。

　　現(xiàn)在，他系統(tǒng)列表中已經(jīng)有二十多項(xiàng)技能了。

　　…………

　　許秋繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，今天還要再做一批器件，又是加班的一天。

　　清洗基片、旋涂氧化鋅。

　　在氧化鋅基片退火的間隙，學(xué)姐過(guò)來(lái)使用了一會(huì)兒手套箱，分別配制了P3HT、PC[60]BM、PC[70]BM的氯仿溶液。

　　待學(xué)姐弄好后，許秋繼續(xù)旋涂有效層。

　　這次的變量只有轉(zhuǎn)速，所以他只準(zhǔn)備了12片基片，設(shè)計(jì)了六組轉(zhuǎn)速，每組做2片。

　　轉(zhuǎn)速分別為1200、1500、1800、2000、2300、2500r.p.m.。

　　一番操作后，涂廢了一片1200轉(zhuǎn)的。

　　不過(guò)問(wèn)題不大，今天的重點(diǎn)是1500轉(zhuǎn)以上的樣品。

　　他將基片轉(zhuǎn)移至蒸鍍艙內(nèi)，開(kāi)始抽真空。

　　回到辦公桌，許秋看到學(xué)姐正在處理剛剛測(cè)得的數(shù)據(jù)，便好奇的湊了過(guò)去。

　　“畫(huà)圖呢，魏老師是不是對(duì)這方面特別嚴(yán)啊?！痹S秋道。

　　“是啊，他特別注重圖片的樣式，比如：

　　字體字號(hào)這些，物理量和單位要用36號(hào)字，坐標(biāo)軸上的數(shù)字要用26號(hào)字，中文用宋體，英文用Times New Roman字體，圖片里不能出現(xiàn)中文；

　　坐標(biāo)軸的刻度，上下左右都要有坐標(biāo)軸，左邊和下邊要有刻度，上邊和右邊不能有刻度，刻度的尖尖必須指向圖內(nèi)；

　　圖例不能用默認(rèn)的黑色方框，必須手動(dòng)改為無(wú)邊框；

　　圖片中有多條曲線時(shí)，對(duì)照組的曲線必須是黑色，實(shí)驗(yàn)組中數(shù)據(jù)最好的那根曲線是紅色。

　　除此之外，還有很多其他細(xì)節(jié)需要注意。”陳婉清道。

　　“要求這么多，學(xué)姐居然都能記得住?！痹S秋道。

　　“這不是熟能生巧嘛，開(kāi)始的時(shí)候，每張圖基本都要改，”陳婉清道：“后來(lái)我把所有類型的圖片都用origin軟件的模板功能，保存了模板，現(xiàn)在直接套模板，犯錯(cuò)的幾率就小很多了。”

　　“學(xué)姐，你懂的?！痹S秋伸出手來(lái)說(shuō)道。

　　“什么??？”陳婉清裝做一副聽(tīng)不懂的樣子。

　　“模板啊，origin的，學(xué)姐你這演技太浮夸了吧?！痹S秋笑道。

　　“噢——”陳婉清也笑道：“好說(shuō)，等你要畫(huà)圖的時(shí)候我打包一份給你?！?