我的科研
我在大一时参与《单基质卤化物双钙钛矿白光荧光粉的制备》项目，进入实验室，跟随老师从事卤化物钙钛矿光致发光的研究。 一开始对这些东西了解的很少，记得开题答辩时，有老师问 “你们老是说钙钛矿钙钛矿，钙钛矿到底是个什么东西？能给我们解释一下吗？” 我说 “老师我也不懂，只是他们都这么叫我也就这么叫了。” 底下哗然一片笑声。 不知道是我的真诚打动了老师，还是最后师兄用自己荧光粉做出的LED成品让老师看到了希望，开题答辩顺利通过了。 老师说： “你们不能这样啊，要研究一个东西就得设身置地踏踏实实去研究，让你们来这里，锻炼表达能力是一部分，真正的是让你们真正投入到科研工作中去。” 那时候去实验室是比较别扭的，总是等着师兄来叫我们做实验，可是师兄也很忙，有时候主动去做实验甚至是给人家添乱。大创的进程在大一时除了开题时师兄让我们合成了一些自己尝试的材料，之后再也没有回到实验室了 到了大二的时候，刚开学，师兄忽然联系我说： “师弟，我要在学校读博，想带一个本科生，你要不要跟着我。” “放心吧师弟，我在这学校呆的时间可能要比你还长，一直带着你，不然我这不是坑了你吗？” 心血来潮，想有一番作为，兴高采烈地把电脑，课本都搬到实验室，想一个研究生一样。一开始师兄发了我一些文献，关于钙钛矿光致发光的。看了一些，总结起来都是向钙钛矿基质里掺杂离子，调节带隙发光的。想起之前师兄让我们用共沉淀法合成材料的时候，有说哪些原料称多点，哪些原料称少点，想必就是分别称量的基质材料和掺杂剂了。 师兄告诉我： “师弟，你以后要做发光，要么把发射谱往窄的做，做激光；要么就往宽的做，做白光。” 师兄说 “你刚来实验室，很多还不懂，这样，我给你一个我发现的材料，发蓝光的，你去合成，做表征就好了。” 好像是Sb掺杂的Cs2SnCl6，盐酸做溶剂共沉淀，称药品用了三种药品，大夏天，SbCl3在空气里很快就水解了，黏在勺子上，只能用盐酸冲进广口瓶里。半个多小时终于称量好了，倒进广口瓶，加了磁子盐酸，搅拌了一会，放到365nm紫外灯前： “师兄这个不发光呀？” 我看着紫外灯前映着淡淡紫光的玻璃瓶。 “啊？怎么可能呢？让我看看。” 师兄凑近过来，叭叭地来回摁了摁254nm和365nm的紫外灯， “不应该啊——” 火急火燎去舀了几勺药品进塑料试管里，加了一点盐酸，震荡了一下放暗箱里。 “啪！” 365nm紫外灯照着试管，蓝盈盈的光从试管里的浊液飘出来。 “师弟你这不行啊，给你东西也做不出来也太让人失望了吧。”他笑着说道。 “你可以这样，先粗称，称好后把好几种药品都放到研钵里研磨，研磨完之后去紫外灯下看看，如果有光了，咱们再去具体往细的做做。” “这样可以合成吗？”我问道。 “当然可以，你还是读的文献少了，人家有一种方法叫球磨法，咱这没有球磨机，就研磨一下也可以，就是晶型不太规整，没关系，之后可以用共沉淀法试试。” 师兄加了一勺CsCl，一勺CaCl2，一小勺SbCl3在研钵里研磨了一会，放进暗箱里，打开254nm紫外灯，研钵壁上蓝莹莹的，我觉得真的太有意思了。 后来几天，我尝试着把CsCl，SnCl2，ZnBr2，CaCl2还有一大堆药品混在一块研磨后往紫外灯下看看，研钵里什么光也没有，我又加了PbCl2进去（文献中经常提到CsPbX3光学性能好），还是不发光，我又加了EuCl3，CrCl3（文献里说会发红光），CdCl2这些都加进去。 “怎么样？”师兄凑过来问。 “啊，还是不发光。”我说道。 “没事，不发光才是正常的，要是一做出来一个发光，一做出来一个发光，那还得了？今天就到这吧，把研钵洗一下吧。” 我应了一声，用水冲了一下研钵，壁上一层乳白色的粉泥，黏糊糊的。我忽然想看看这个在紫外灯下是什么样子。 “叭！”打开254nm紫外灯 “师兄！”我惊叫着起来，“发光了！” “啥我看看？” 师兄趴着暗箱前反复摁着254nm的紫外灯，研钵壁上的黏状物一闪一闪发着青光。 “你怎么做到的？”他惊呼道。 “我加了点水进去，然后就发光了！”我喜形于色。 “都加了啥材料？” 我把我那一堆说了出来。 “师弟你这个狠啊，钙钛矿这个东西见到水就溶解了，你这不溶，还发光了，你这能发个一区！”他掷地有声地说道。 “去排除一些离子，把发光的基质和掺杂剂找出来！”他说道。 “嗯” 反复做了几次，是CsCdCl3基质，ZnBr2掺杂剂，有两个杂质离子。 “这肯定是Zn，Zn做发光中心。”师兄说道。 我试了一下ZnCl2做掺杂剂，不发光。 “是Br师兄。”我说道，又试了一下CsBr做掺杂剂，果然是有青光的，但是强度不如ZnBr2那么强，“可能Zn能增强CsCdCl3:Br的发光吧，但是Zn不发光。”我接着补充道。 我把加水后的材料放到烘箱里干燥，希望能干燥后又回到原来不发光的状态，然后加水又发光。 结果干燥后也是发光的。去测了一下荧光，是峰值在496nm的，宽度从350到600nm的大宽峰，红光周围的强度再强一点就可以媲美唐江老师做的大宽峰暖白光了。 老师说，“你这个也很好啊，结构变化不可逆，有的就是需要这种不可逆的变化啊，你比如这个酒瓶回收造假的，把你这个材料做成防伪标签，贴上保护膜，我检验的时候一开始不发光，淋上水发光了。检验后你的发光还是保留的，那他们还怎么回收造假呀？” “或者海运的湿度检测，海运结束后照一下你的荧光粉看发不发光就知道这过程里湿度超不超标了。”另一旁的老师补充道。 “你先写个专利吧，你来帮他一下。”老师指着师兄说道。 师兄没有直播成功，老师手里没有博士的名额。他明明是学院第一名，但是其他人都直博了，我安慰道“没关系，可以考博嘛。” “你这个，写的文学性太强了。”老师指着我写的“在滴加入几滴水后绽放出迷人的青光”说道，“还有这个名字，《一次性检验防伪材料》，这个太模糊了，就起名叫《湿度敏感不可逆荧光防伪材料》，去看一下师兄们怎么写的吧。” 在知网上查到师兄们的专利，把权利要求书，说明书一类的挨个模仿着写了一遍，非常具体，不附带任何感情色彩。第二次发给老师的时候。 “可以了，可以直接发给学校专利负责老师了。” 估计是看到前后变化差距太大，老师没有想到吧。 专利很快就申请下来了，授权还要等一年，大二的大创结项时我用这个材料去答辩，虽然是没做出来单组分白光，但也是单组分近白光，勉强通过了答辩现场。 大三的时候师兄走了，临走前申请下来了一项自然基金，《类太阳光谱卤化物双钙钛矿单基质白色发光材料的构筑》。他告诫我说 “师弟，我走了，你以后有问题就去问师姐和这些师兄们，一定要好好学，保上研，还有，一定不要谈恋爱。” 最后一句话莫名其妙，师兄也有没告诉我的经历。 我继续留在实验室，师姐师兄他们不懂我做的这个，我就自己琢磨。有新来的研一的师兄见了面紧张羞涩地问好： “师兄好，做实验呢？” 我说： “我不是你师兄，我是你师弟。” 刚开学一段日子在网上看到太原理工大学的一篇硕士论文，讲的是Mn掺杂CsCdCl3可以在254nm下发出强烈的橙光，峰值就在大致600nm左右，只是他是用的水热法，盐酸做溶剂（或者叫盐酸热法更亲切）。我想到自己的Br掺杂的CsCdCl3，也是在254nm激发，我好奇如果用水做溶剂，共沉淀Mn和Br到CsCdCl3里，发光是什么样子。 称量原料，加乙醇研磨（文献中看到过做氧化物前可以这样，研磨更充分），加水干燥，在254nm紫外灯下一看，比起单掺杂Br的CsCdCl3过于冷淡的青白光，Mn加入后，荧光粉是和月亮一样是温柔的白光。 我忽然才意识到，之前Br掺杂的CsCdCl3光谱里缺乏的不就是600nm附近的橙光吗？这里Mn刚好补充了青光光谱里缺乏的低能的成分，最后显示出来的就是两种颜色互补产生的白光了。去测了材料的荧光，果然是有两个发射峰的大宽峰，一个在496nm，另外是在598nm。我给老师说了一下。 “你这个东西很好啊！”他兴奋地指着我的发射图谱说，“你看看这几篇文章，都是和你这个一样的，而且你做的比他们还好，你弥补了LED里的青光间隙啊。” 是深圳大学时老师的论文，调节Bi和Sb离子用蓝光和黄光实现色温可调的白光发射，期刊水平很高，但中间确实有老师说的青光间隙，我的心也躁动起来。 “老师我先写个专利吧，然后再写论文。” “可以。” 第二次写专利，轻车熟路，很快写完了，专利老师说 “这次写的不错，本来打算交了，但还是把结果补充一下，感觉没有特别突出你这个材料的特点。” 我觉得材料的特点在于色温调节，于是把不同Mn/Br比例的实验做了很多遍，好多次结果不满意，也浪费了不少药品，我想要是老师知道了要把我逐出师门。 大概有半个多月时间终于做出满意的数据，专利发出去，准备写文章了。 文章的引言总是让老师不满意，他说逻辑太乱，而且没有突出创新点。 我想我的创新点一个是青光，一个是色温可调，一个是在水中有稳定性，可是三管齐下，文章很不好写，老师说： “你这个就和刚开始写文章的很多人一样，什么都想写，实际上你就写你最突出的那个点就好了，就写你的青光补充了白光LED灯的青光间隙，其他的提一嘴就可以了。” 写的时候看了很多其他的文献，Br掺杂的CsCdCl3青光不是凭空产生的，原本CsCdCl3在254nm激发的时候就会有弱的青光，感觉写的时候割舍了很多特点，有点可惜，但读起来确实要比以前要通透很多。写文章要做的测试要比写专利测试多的多。什么XRD，荧光寿命，PLQY，SEM，老师这里除了能测荧光，其余的都要送到别的课题组去测，但大家都安排的很紧，一测就要半个多月。 我问： “老师，可以送出去测吗？” “嗯…如果不是特别贵就送出去吧。” 他说道。 在测试平台上看了一下价格，荧光寿命单组样品是240元一次，我想还是算了。 但是后来审稿人指出要测荧光寿命来验证一下，时间比较紧，没有办法还是得寄出去测试。中途有很多次其实我感觉很煎熬，有点后悔来到了实验室，就是像普通本科生一样，好好学习，做几个不温不火的竞赛，活的该多么逍遥自在，但是既然已经来了，而且已经花了这么多的时间成本，要是中途放弃了，前面不是白干了吗？ 文章是2023年1月份投的，到了5月份。 “恭喜天卓，文章被接受了！” 一直在导师旁边的年轻老师给我发来消息，我说： “太好了，感谢老师这段时间的辛勤付出，继续奋斗创造跟好的明天。” 心里没有如释重负的感觉，弦一直压着，忽然放松了，竟然感觉比起以前少了一件事干，生活倒是没有那么充实的感觉。 研究生期间还是想继续从事钙钛矿发光器材的研究，有人说，做发光不好就业，现在电池多火呀，有政策扶持，为什么不去做电池呢？我没有特别了解过发光的前景，倒是之前我给大化所招生办的老师说， “既然政策扶持电池，那肯定要抓住一波红利的呀。” 老师说 “唉这样想实在是太肤浅了，很多专业以前都不火，在电池没火前，是我们大化所的老师坚持把电池项目做到了现在，才能在国家需要的时候拿得出来，任何东西，你去做，都有他的价值。” 我想，我也想成为这样做基石的人，不骄不躁，等到国家需要的时候，我能贡献一份力量，这样要比独善其身好的多了。