392 為科學(xué)獻(xiàn)身的時(shí)候到了（求訂閱）
蒸鍍艙的真空度達(dá)標(biāo)后，許秋和莫文琳又回到實(shí)驗(yàn)室，先按照正常的方法用束源爐加熱法蒸鍍了三氧化鉬。
之后等待束源爐溫度降低至100攝氏度以下，開(kāi)始準(zhǔn)備蒸鍍金屬電極。
平常蒸鍍厚膜金屬電極的時(shí)候，蒸鍍的速率并不是很重要，有的時(shí)候趕時(shí)間，還會(huì)直接用閃蒸的操作方式制備電極。
所謂閃蒸，突出一個(gè)字“閃”，就是直接用大電流，在不燒斷保險(xiǎn)絲的前提下，把蒸鍍速率拉滿，嗖的一下就把膜給鍍好了。
對(duì)比一下，正常蒸金屬電極是大約1埃每秒，即0.1納米每秒的蒸鍍速率，蒸100納米需要大約17分鐘。
而閃蒸的速率可能會(huì)達(dá)到6埃每秒，甚至10埃每秒以上，直接幾分鐘就能搞定。
除了蒸的快，閃蒸還有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是蒸的厚，對(duì)靶材的利用率高。
尤其是平常在蒸鍍金的時(shí)候，因?yàn)榻鸨容^貴嘛，所以為了防止浪費(fèi)，都是盡量少加金靶材，然后直接閃蒸的。
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根據(jù)許秋的經(jīng)驗(yàn)，如果閃蒸把金全部蒸完，得到的金膜厚度是100納米的話，正常速率蒸鍍得到的厚度可能就只有30-50納米，差距還是非常大的。
凡事有利就有弊，閃蒸也是有缺點(diǎn)的，那就是會(huì)讓蒸鍍得到的薄膜變得不均勻。
舉一個(gè)不太形象的例子，可以把蒸鍍的過(guò)程想象下冰雹的過(guò)程，器件表面想象成為泥土地面，蒸鍍速率越快，冰雹顆粒越大，下落的速度越快，就更容易把地面給砸出坑來(lái)。
對(duì)應(yīng)在蒸鍍過(guò)程的體現(xiàn)，就是蒸鍍速率越快，靶材分子越會(huì)傾向于滲入有效層或者傳輸層薄膜中，從而形成不同位置厚薄不同的金屬電極。
當(dāng)金屬電極的總厚度比較厚的時(shí)候，厚薄不均勻的影響不大，假設(shè)膜厚在100納米，厚度的偏差在10納米，最終得到的厚度分布也會(huì)是納米，自然不會(huì)影響到電極的導(dǎo)電性能。
可如果厚度比較薄的時(shí)候，這個(gè)影響就明顯了，厚度是納米，有些地方就直接斷路了。
因此，現(xiàn)在蒸鍍1納米的金，9納米的銀的雙層薄層電極，為了保證電極的連續(xù)性，不僅不能閃蒸，而且還要進(jìn)一步壓低蒸鍍速率。
許秋計(jì)劃選用的蒸鍍速率是0.2埃每秒左右，和蒸鍍?nèi)趸f傳輸層的速率相當(dāng)，這樣蒸1納米的金，需要大約1分鐘，9納米的銀，大約需要7分半鐘，比平常蒸鍍的時(shí)間還要短。
理論合理，實(shí)踐開(kāi)始。
許秋設(shè)置好金靶材的各項(xiàng)參數(shù)，包括密度、Z因數(shù)等，然后啟動(dòng)電流加熱裝置，將電流輸出端調(diào)至金靶材的回路，同時(shí)向莫文琳吩咐道：
“莫文琳，你記錄一下實(shí)驗(yàn)條件，剛剛?cè)趸f是565攝氏度，0.2-0.3埃每秒，膜厚是10納米。接下來(lái)的金、銀電極膜厚分別為1納米和9納米，計(jì)劃蒸鍍速率是0.2埃每秒……”
“好的。”莫文琳點(diǎn)點(diǎn)頭，然后從蒸鍍手套箱頂上摸出一本實(shí)驗(yàn)記錄本出來(lái)，開(kāi)始記錄。
像這種大型儀器的使用都是需要記錄的，要是出現(xiàn)問(wèn)題比較容易追責(zé)，當(dāng)然，也不完全是為了追責(zé)，這樣做還能讓實(shí)驗(yàn)人員不至于忘記之前的實(shí)驗(yàn)條件。
尤其是不熟練的新人，如果忘記了實(shí)驗(yàn)條件，旁邊還沒(méi)有老人可以請(qǐng)教，就可以自己翻一翻之前記錄的條件進(jìn)行模仿。
許秋旋轉(zhuǎn)旋鈕，緩緩的加大電流強(qiáng)度，從0安培到5安培，再到10安培，然后到15安培。
在這個(gè)過(guò)程中，膜厚儀顯示的實(shí)時(shí)蒸鍍速率都是在±0.01埃每秒之間來(lái)回跳動(dòng)，波動(dòng)幅度不大。
這主要是因?yàn)榻鸬拿芏缺容^大，在膜厚儀通過(guò)晶振片上的電信號(hào)換算蒸鍍速率時(shí)，密度是在分母上的，所以氣流擾動(dòng)等造成的誤差就會(huì)變小。
在15安培的時(shí)候，許秋把電流穩(wěn)定住，并停留了幾分鐘。
這一步是習(xí)慣使然，目的是預(yù)熱，把鎢絲和靶材的溫度先往上提一提。
在蒸鍍鋁的時(shí)候這一步非常有用，一方面可以防止蒸鍍速率不受控制，另一方面如果不進(jìn)行預(yù)熱，可能會(huì)導(dǎo)致掛在螺旋狀的鎢絲上的鋁條掉落，甚至鎢絲直接熔斷，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。
雖然蒸鍍金、銀的時(shí)候用的不是螺旋狀的鎢絲而是鎢簍，但小心一些總沒(méi)有壞處。
許秋繼續(xù)提高電流，直至17.5安培的時(shí)候，蒸鍍速率從±0.01埃每秒開(kāi)始0.01、0.01的往上跳動(dòng)，同時(shí)電流值也開(kāi)始波動(dòng)，表明金靶材已經(jīng)開(kāi)始熔化。
等了幾秒鐘，蒸鍍速率達(dá)到0.10埃每秒附近，漸漸穩(wěn)定了下來(lái)。
許秋沒(méi)有猶豫，直接同時(shí)按下膜厚儀清零按鈕和樣品擋板按鈕，開(kāi)始蒸鍍。
然后，他一只手操作電流控制旋鈕，一只手放在樣品擋板上，眼睛則時(shí)刻盯著蒸鍍速率和膜厚，打算隨時(shí)停止，畢竟要蒸鍍1納米的金，只有10埃而已。
“許秋，不需要繼續(xù)提升蒸鍍速率嗎？剛才不是說(shuō)要把速率調(diào)到0.2埃每秒嗎？”莫文琳好奇問(wèn)道，她進(jìn)課題組一個(gè)多月了，但從來(lái)沒(méi)有蒸鍍過(guò)金電極，平常接觸到的電極材料要么是鋁，要么是銀。
這是因?yàn)橛袡C(jī)光伏領(lǐng)域三氧化鉬傳輸層的器件結(jié)構(gòu)，金、銀、鋁三種電極對(duì)器件性能影響不大，所以一般會(huì)用便宜的銀或鋁。
而鈣鈦礦體系，如果做Spiro傳輸層的話，通常需要用金電極與之匹配，組里購(gòu)買(mǎi)的金靶材主要是給鈣鈦礦體系使用。
“理想中是要達(dá)到0.2埃每秒的速率再蒸鍍，但在具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，也要靈活變通嘛，現(xiàn)在0.10埃每秒條件已經(jīng)穩(wěn)定了，如果強(qiáng)行追尋0.2埃每秒的預(yù)期條件，如果一個(gè)控制不好，可能直接就變閃蒸了。”許秋解釋道：
“蒸鍍金沒(méi)有回頭路可走，因?yàn)椴牧嫌邢蓿坏┧俾噬先チ耍豢赡茉俚人俾驶芈洌驗(yàn)槟菚r(shí)候金靶材可能已經(jīng)消耗完了，所以只能硬著頭皮蒸完。”
“原來(lái)如此。”莫文琳點(diǎn)點(diǎn)頭。
許秋不斷調(diào)控電流，讓蒸鍍速率保持在0.1-0.2埃每秒。
一分多鐘后，膜厚儀顯示的數(shù)值終于從9埃跳動(dòng)成為10埃，許秋立刻關(guān)閉樣品擋板，然后緩慢降低蒸鍍電流，直至其數(shù)值降低為0。
金膜蒸鍍完成，許秋終于放下心來(lái)，他倒不擔(dān)心金會(huì)不夠用，因?yàn)橹耙呀?jīng)在模擬實(shí)驗(yàn)室中實(shí)驗(yàn)過(guò)了，主要是怕出現(xiàn)蒸鍍速率不受控制等意外事件。
接著，許秋將電流輸出端調(diào)至銀靶材的回路，并在膜厚儀中設(shè)置為銀的參數(shù)。
銀電極蒸鍍的難度比較小，因?yàn)榧拥陌胁牧孔銐蚨啵膊挥门抡翦兯俾蔬^(guò)高的問(wèn)題，大不了直接把電流降回來(lái)，重新升溫就是了。
這一步?jīng)]有出現(xiàn)什么意外，許秋順利的以0.1-0.2埃每秒的速率蒸鍍好了銀電極，隨后偏頭問(wèn)道：“莫文琳，你學(xué)廢了嘛？”
“學(xué)廢了，學(xué)廢了。”莫文琳思考片刻，回應(yīng)道：“電流要緩慢提升，蒸鍍速率要穩(wěn)定在0.1-0.2埃每秒，在金靶材的蒸鍍時(shí)要一次性蒸鍍完成。”
“嗯，總結(jié)的還不錯(cuò)。”許秋點(diǎn)點(diǎn)頭，隨后抬手指了指蒸鍍艙。
莫文琳會(huì)意，走到手套箱蒸鍍艙旁邊，扭動(dòng)氮?dú)忾y開(kāi)始放氣。
半分多鐘后，蒸鍍艙門(mén)發(fā)出“duang”的一聲，艙門(mén)開(kāi)啟。
關(guān)閉氮?dú)忾y，莫文琳進(jìn)入手套箱，將八片蒸鍍完成的器件取出，放在培養(yǎng)皿中。
然后，她用鑷子取了一片1#器件，拿起來(lái)觀察了一會(huì)兒，說(shuō)道：
“確實(shí)是半透明的器件，隔著器件可以看到后面的東西，只是這么薄薄的一層電極，真的能導(dǎo)電嗎？”
“試試不就知道了，對(duì)了，記得測(cè)試兩組數(shù)據(jù)，一組是正面打光，另一組是背面打光。”許秋成竹在胸，這次蒸鍍他自認(rèn)控制的還是非常完美的，只要不是莫文琳之前旋涂過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，基本是比較穩(wěn)的。
“好的。”莫文琳點(diǎn)點(diǎn)頭，開(kāi)始測(cè)試。
1#體系是O-4F體系。
正面打光效率最高9.03%，背面打光效率最高5.24%，這個(gè)結(jié)果與許秋之前在模擬實(shí)驗(yàn)室中得到的結(jié)果基本一致。
“9%的效率，還不錯(cuò)呢。”莫文琳笑著說(shuō)道，隨后開(kāi)始思考：“該怎么優(yōu)化呢……”
過(guò)了一會(huì)兒，莫文琳突然想到了什么，轉(zhuǎn)頭問(wèn)道：“許秋，我們?cè)摬粫?huì)要制備不同電極厚度的器件吧……”
“賓狗~”許秋點(diǎn)點(diǎn)頭：“我打算制備、納米厚度的半透明器件。”
莫文琳頓時(shí)呆住了，可憐兮兮道：“那不是至少要做30批器件……”
“加上100納米的不透明器件，要做35批以上。”許秋老氣橫秋道：“為科學(xué)獻(xiàn)身的時(shí)候到了，同志我看好你哦。”
莫文琳依然一副可憐兮兮的樣子，睜著大眼睛看著許秋。
許秋有些招架不住：“我去找魏老師給你爭(zhēng)取個(gè)共一吧。”
莫文琳頓時(shí)換了一副模樣，歡快的說(shuō)道：“OK，一言為定，保證獻(xiàn)身。”
許秋搖搖頭，果然妹子們的演技加點(diǎn)都是MAX。
不過(guò)他讓出一個(gè)共一也無(wú)所謂，反正家大業(yè)大，不差這一篇，就算是共一，他也是在上面的，發(fā)了一區(qū)文章，系統(tǒng)也承認(rèn)。
而且，許秋也能夠理解莫文琳，以聯(lián)合培養(yǎng)的身份過(guò)來(lái)，外部環(huán)境對(duì)她很不友好，蹭文章的難度非常高，自然能蹭一篇是一篇。
PS：大家除夕快樂(lè)~
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