【半导体原位表征】原位透射电子显微镜光学-光电测量系统应用案例


发布时间:

2017-12-20

ZnO是一种重要的II-VI族半导体材料。它拥有高达60 meV的激子结合能,以及25 meV的热激活能。ZnO纳米线可以被用于制造导波管,纳米激光器,光探测器,以及发光二极管。在这些光学应用中,激子与纵向光学声子(LO)之间的耦合特性一直是研究者们讨论的话题。这种耦合特性往往与晶格结构以及应力产生的缺陷有关。

ZnO是一种重要的II-VI族半导体材料。它拥有高达60 meV的激子结合能,以及25 meV的热激活能。ZnO纳米线可以被用于制造导波管,纳米激光器,光探测器,以及发光二极管。在这些光学应用中,激子与纵向光学声子(LO)之间的耦合特性一直是研究者们讨论的话题。这种耦合特性往往与晶格结构以及应力产生的缺陷有关。结合原位透射电子显微镜光学-光电测量系统(ZepTools Technology Co., Ltd.),研究者在TEM中原位测量施加了不同应力ZnO纳米线的阴极发光谱(CL),揭示了该材料结构特性与这种耦合特性之间的联系。相关研究成果发表在《APPLIED PHYSICS LETTERS》上。

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图1:(a) 原位透射电子显微镜光学-光电测量系统应用原理图;(b) 单根ZnO纳米线的TEM图像,电子束被聚焦在纳米线的末端。(c) 图解ZnO纳米线的发光机制; (d) 典型的CL谱。

ZnO纳米线被安置于原位TEM光学-光电测量样品杆上,一个2 mm直径的光纤通过一个可以三维操纵的纳米操纵探针引到样品处。纳米操纵探针不仅可以辅助找准测试位置,还可以用于选择和操纵单根纳米线。单色仪和CCD与光纤接口连接并用于接收信号。

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图2:改变电子束聚焦在纳米线上的位置,可以得到不同的CL谱。

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图3:使用纳米操纵探针给纳米线施加不同的应力,可以观测到CL谱峰位的偏移。