及时协作的力量

有时回答一个科学问题需要一段时间，有时答案最终会有点出乎意料。大约三年前，我写了一篇关于我们小组的论文，我们在论文中发现，令我们非常惊讶的是，多晶金丝的热电响应随着线内位置的变化而变化很大，尽管按照每一个合理的定义，这种金属都是良好的、电均匀的材料。(我们能够通过使用聚焦的激光作为可扫描的热源，并测量器件的开路光电电压来观察到这一点)(我们通过使用聚焦的激光作为可扫描的热源，并测量了器件的开路光电电压，从而观察到了这一点)(我们通过使用聚焦的激光作为可扫描的热源，并测量了器件的开路光电电压，从而观察到了这一点。我写了#34；退火导线确实改变了电压模式，并使其平滑。这是一个相当好的指标，表明晶界在这里真的很重要。

测试导线内的晶界以某种方式导致这种效应的最好方法是什么？好的，自然思维实验将是在单晶金丝上进行同样的测量，然后理想地在导线上进行测量，比方说，在已知位置进行单晶边界的测量。

此后不久，我有幸与斯坦福的乔纳森·范(Jonathan Fan)教授交谈。事实上，他的团队已经想出了一个聪明的方法来制造单晶金丝，如右图所示。基本上，他们通过光刻制造出一根金丝，将其封装在氧化硅中，使之处于自己的个人坩埚中，然后熔化/重结晶。此外，他们可以像这篇论文中那样，在这种技术的基础上，制造出具有单一晶界的双晶。

我们开始了一次卓有成效的合作，结果发现这是一条漫长而复杂的道路，要测量许多不同形状、大小和尺寸的设备结构。我的学生夏洛特·埃文斯(Charlotte Evans)测量这些结构的光电热电(PTE)响应时，与范教授团队的成员-杨锐(Rui Yang)生长并准备了设备-密切合作，露西娅·甘(Lucia Gan)进行了长达数小时的背散射电子衍射测量和分析，以便与光电压图进行比较。我的学生马赫迪耶·阿巴西(Mahdiyeh Abbasi)学习了其中的原理。

这一重大成果本周发表在“美国国家科学院院刊”上。令人惊讶的结果是：单个高角度晶界产生的PTE信号非常小，以至于在我们的测量系统中无法分辨。然而，PTE测量可以很容易地检测到Seebeck响应中的微小变化，这与当地单晶结构的小局部取向错误有关。导线仍然是单晶，但它包含位错、错位和堆积断层，以及由于与环境相互作用而产生的良好的老式应变。因为一些(但不是全部)结构缺陷和应变可以退火。因此，事实证明。这不太可能是导致这些纳米结构中Seebeck变化的晶界--相反，它可能是薄膜沉积过程中的残余应变和结构缺陷，这是通过光刻和薄膜加工制造的设备通常需要注意的东西。此外，热电响应的光电测量足够灵敏，可以检测到非常细微的结构不均匀性，这种效应原则上可以用于检测制造结构中的缺陷。它花了一段时间才解体，但得到答案并看到其威力是令人满意的。