第218章 (1 / 1)
不過這都和王庭柏沒什麼關係,又是一個溫香軟玉在懷的夜晚過去。
翌日,兩人都起了個早床。
王庭柏和林雪寧兩人順路去食堂買了個雜糧煎餅,王庭柏隨後就去了實驗室。
等他到的時候,葛州傑還有昨天沒見到的章金飛兩人已經圍著儀器旁邊忙活起來了。
今天他們兩人為了在矽中產生電荷,將脈衝鐳射照射到單晶矽上,利用可見光進行的單光子測試只能以微小的方式穿透矽樣品——以微米或更小的數量級,再使用傅立葉變換紅外光譜分析儀以及ATE測試機進行資料監測和分析。
“新的雙光子測試使用近紅外光穿透矽的深度,達到毫米或更深,單光子測試在相對較小的體積中產生大量電荷(這裡顯示為正電荷和負電荷)。相比之下,雙光子測試在更大的體積中產生更少的電荷……或許我們可以嘗試使用太赫茲(THz)輻射的方法。”
THz測量方法是一種快速、非接觸式的電導率測量方法,它依賴於兩種光。首先,超短的可見光脈衝在樣品中產生自由移動的電子和空穴,這一過程被稱為矽的“光攙雜”。然後,THz脈衝,其波長比人眼所能看到的要長得多,在遠紅外線到微波的範圍內,照射在樣品上。
與可見光不同,THz光甚至可以穿透不透明的材料,如矽半導體樣品,光穿透或被樣品吸收的程度取決於有多少載流子在自由移動,載流子越自由移動,材料的電導率就越高。
葛州傑一邊進行實驗,一邊向王庭柏介紹道:“現在的研究進度不容樂觀,趙教授應該向你提過了,我們遇到了瓶頸。”
再旁邊看著的王庭柏提問道:“具體問題出在哪裡?”
“問題出在這裡,我們透過傅立葉紅外分析儀測得的資料,看這裡,圖2的CDFB分當溫度升高時霍耳係數迅速減小。這是由於溫度已經足夠高了,能使電子直接由滿帶躍遷到導帶的本徵激發成為主要的原因,從而使電子濃度和空穴濃度相等,並隨溫度升高迅速增大。這說明不管雜質的種類和密度是怎樣的,由R-1/T知道在本徵導電時都有相同的激發能E/2。此時矽的性質決定於本徵禁頻寬度,導帶和滿帶的有效狀態密度,與外加雜質的種類和密度無關,所以叫本徵導電。在本徵導電的基礎上,我們找不到合適的結構,去搭建一個能最大限度減少電子躍遷時消耗的能量的情況。”章金飛指了指剛列印出來影象,繼續說道,“無論我們怎麼樣隨機改變,它的電導率變換都極少,結構的組合又有無數種,如果沒有一種合適的演算法,無異於大海撈針,最好的辦法就是……”
“群論?”王庭柏用不確定的語氣說道。
“正確,這也是為什麼趙教授這麼迫切需要一個擅長群論的幫手的原因。”
王庭柏盯著那張剛從彩色印表機打出來的熱騰騰的A4紙看了半天,回憶著昨天看論文時候學到的東西,心中微微一動,在看似毫無關聯的圖紙上找到了一絲律動的痕跡。
章金飛停下了手中的動作,說道:“師弟,沒多久不見,你已經是名滿天下了!”
王庭柏隨意點了點頭,繼續思考著,突然開口說道:“愛廷豪森效應、能斯特效應、裡紀一勒杜克效應!”
“什麼?”章金飛和葛州傑都不明所以,不知道王庭柏為什麼提到這個。
愛廷豪森效應,在磁場的作用下,速度大的受到的洛侖茲力大,繞大圓軌道運動,速度小則繞小圓軌道運動,這樣導致霍爾元件的一端較另一端具有較多的能量而形成一個橫向的溫度梯度,因而產生溫差效應,形成電勢差。
倫斯脫效應,由於輸入電流端引線a、b點處的電阻不相等,通電後發熱程度不同,使a和b兩端之間出現熱擴散電流。
裡紀一勒杜克效應,由於熱擴散電流的載流子的遷移率不同,形成一個橫向的溫度梯度,產生附加電勢差。
王庭柏提問道:“這三個實驗中必然會產生的熱磁副效應你們有想辦法消除嗎?”
“倫斯脫效應我們透過改變磁場方向再測量取平均來消除了,裡紀一勒杜克效應也透過改變磁場再測量取平均來消除了,至於愛廷豪森效應溫度差的建立需要一段時間,因此樣品的電流如採用交流電時,可以消除愛廷豪森效應。”章金飛如數家珍般的說出瞭解決方案。
王庭柏大致瞭解了,他們已經運用了合適的實驗方法並且儘量避免了實驗上的誤差,即便是他也沒什麼更好的方法去提升實驗的流程了。
點了點頭,王庭柏接著問道:“所以說具體要我做些什麼呢?”
葛州傑:“為了摸索到解決方法,我們已經做了很多組實驗,雖然預算還很充足,就算再做幾組也沒問題,但前幾天我們得知,金陵大學那邊的實驗室也開始進行與這個專案類似的專案,並且聽說獲得了較大的成果,而我們已經原地踏步很久了不能再這樣子像是無頭蒼蠅一樣的碰運氣了,目前看來我們時間上已經不允許我們繼續拖沓下去了。”
“你知道的,我們需要一個精通群論的專家,幫我們分析這些實驗資料,看能不能從中找到一些有價值的線索,最好是能幫我們找到或者排除掉一些晶體結構和缺陷,如果能建立出合適的模型就更好了……我有自學過群論,數學成績也一直名列前茅,但對這些資料依舊毫無頭緒,果然涉及到這種高難度計算的東西,還是得委託你們這些專門搞數學的專家。”
研究物理學的人輔修數學是一件十分正常的事情,但是群論這種對於學數學的人都算難得課程,對於一般人來說這需要長期的系統性的學習,物理學的學生想要搞明白難如上青天一般。
王庭柏思索了片刻後,認真的說道:“我不能保證一定能成功,因為這種課題我還是第一次參加,但我可以試試……”