【Внутрикристаллическая характеристика полупроводников】Примеры применения системы оптико‑фотоэлектрических измерений на основе in situ‑трансмиссионной электронной микроскопии
Дата публикации:
2017-12-20
ZnO является важным полупроводниковым материалом группы II–VI. Он обладает высокой энергией связывания экситонов — до 60 мэВ, а также тепловой энергией активации — 25 мэВ. Нанопроволоки ZnO могут использоваться для создания волноводов, нанолазеров, фотодетекторов и светоизлучающих диодов. В рамках этих оптических приложений свойства взаимодействия между экситонами и продольными оптическими фононами (LO) неизменно являются предметом обсуждения исследователей. Такое взаимодействие часто связано с особенностями кристаллической структуры и дефектами, возникающими под действием механических напряжений.
ZnO — важный полупроводниковый материал группы II–VI. Он обладает высокой энергией связывания экситонов, достигающей 60 мэВ, а также тепловой энергией активации, равной 25 мэВ. Нанопроволоки ZnO могут использоваться для создания волноводов, нанолазеров, фотодетекторов и светоизлучающих диодов. В рамках этих оптических приложений особое внимание уделяется взаимодействию между экситонами и продольными оптическими фононами (LO), которое является предметом активных исследований. Это взаимодействие тесно связано со структурой кристаллической решётки и дефектами, возникающими под действием механических напряжений. С помощью встроенной системы оптико‑фотоэлектрических измерений на основе просвечивающего электронного микроскопа (компания ZepTools Technology Co., Ltd.) учёные провели in situ‑измерения катодолюминесцентных спектров (CL) нанопроволок ZnO при различных уровнях приложенного напряжения, что позволило выявить связь между структурными особенностями материала и характером указанного взаимодействия. Результаты исследования опубликованы в журнале «APPLIED PHYSICS LETTERS».
Рис. 1: (a) Принципиальная схема применения in situ‑системы оптико‑фотоэлектрических измерений в трансмиссионной электронной микроскопии; (b) ТЭМ‑изображение одиночного нанопровода ZnO, при этом пучок электронов сфокусирован на его конце; (c) Схематическое изображение механизма люминесценции нанопровода ZnO; (d) Типичный спектр КЛ‑эмиссии.
Нанопроволоки ZnO размещены на образцовой стойке для оптических и фотоэлектрических измерений в режиме in situ TEM; к образцу подведён оптоволоконный световод диаметром 2 мм, который фиксируется с помощью наноманипулятора, обеспечивающего трёхмерное управление. Наноманипулятор не только помогает точно установить рабочую точку, но и используется для выбора и манипуляции отдельными нанопроволоками. Монохроматор и ПЗС‑камера подключены к оптоволоконному интерфейсу и служат для регистрации сигнала.
Рис. 2: Изменяя положение фокусировки электронного пучка на нанопроводе, можно получить различные КЛ‑спектры.
Рис. 3: При приложении к нанопроводу различных механических напряжений с помощью зонда наноманипуляции наблюдается смещение положения спектрального пика CL.
Связанные новости
Свяжитесь с нами
Телефон:15756003283
Электронная почта:support@zeptools.com
Адрес: провинция Аньхой, город Тунлинь, Электронный парк предпринимательства «Дунши», д. 15