CdS和ZnO都具有優(yōu)秀的光電性能，被認(rèn)為在光電探測器等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。但是，CdS一維材料存在低量子效率和低響應(yīng)速度等問題，ZnO納米材料也存在低響應(yīng)速度和較差的光電流穩(wěn)定性等問題。本文報道了一種有趣的樹枝狀CdS/ZnO異質(zhì)結(jié)納米材料，該材料相對于普通的CdS納米帶極大提高了光電響應(yīng)性能。研究者揭示了該材料結(jié)構(gòu)特性與光電響應(yīng)性能之間的聯(lián)系。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Nanoscale》上。

圖1：(a)CdS納米帶與CdS/ZnO樹枝狀異質(zhì)結(jié)的XRD峰對比。(b)低倍數(shù)SEM下觀測到的CdS/ZnO樹枝狀異質(zhì)結(jié)。(c)(d)分別對應(yīng)SEM和TEM下觀測到的CdS/ZnO樹枝狀異質(zhì)結(jié)。

實驗樣品一端被粘在金針上，并安置于原位樣品桿頭部。樣品的另一端是一個可三維操縱的光電探針。光電探針是由一個鎢金屬掃描探針和一根雙向光纖組成。通過操縱光電探針，可以使探針與樣品緊貼并形成回路，光信號也可通過光纖照到樣品指定位置。光纖外接405 nm激光器后，可在TEM中對樣品施加405 nm光信號，同時原位測量光電響應(yīng)性能。

圖3：CdS/ZnO樹枝狀異質(zhì)結(jié)在TEM下的結(jié)構(gòu)表征。

圖4：(a)(b)分別對應(yīng)CdS納米帶和CdS/ZnO異質(zhì)結(jié)安置在原位光學(xué)-光纖樣品桿中的TEM圖像。(c)(d)分別對應(yīng)CdS納米帶和CdS/ZnO異質(zhì)結(jié)I-V曲線的開關(guān)特性。(e)(f)分別對應(yīng)CdS納米帶和CdS/ZnO異質(zhì)結(jié)對周期性光信號的響應(yīng)特性。

        CdS/ZnO樹枝狀異質(zhì)結(jié)因其特殊的結(jié)構(gòu)特性，相對于CdS納米帶表現(xiàn)出更加優(yōu)秀的光電響應(yīng)性能。本案例中，原位TEM光學(xué)-光電測量系統(tǒng)不僅保證了TEM原有的分辨率，在電學(xué)測量及光電響應(yīng)測量中也有不俗表現(xiàn)。