原位透射電子顯微鏡光學-光電測量系統應用案例

ZnO是一種重要的II-VI族半導體材料。它擁有高達60 meV的激子結合能，以及25 meV的熱激活能。ZnO納米線可以被用于制造導波管，納米激光器，光探測器，以及發光二尤管。在這些光學應用中，激子與縱向光學聲子（LO）之間的耦合特性一直是研究者們討論的重點。這種耦合特性往往與晶格結構以及應力產生的缺陷有關。結合澤攸科技原位透射電子顯微鏡光學-光電測量系統（ZepTools Technology Co., Ltd.），研究者在TEM中原位測量施加了不同應力ZnO納米線的陰尤發光譜（CL），揭示了該材料結構特性與這種耦合特性之間的聯系。相關研究成果發表在《APPLIED PHYSICS LETTERS》上。

圖1：(a) 原位透射電子顯微鏡光學-光電測量系統應用原理圖；(b) 單根ZnO納米線的TEM圖像，電子束被聚焦在納米線的末端。(c) 圖解ZnO納米線的發光機制； (d) 典型的CL譜。

ZnO納米線被安置于原位TEM光學-光電測量樣品桿上，一個2 mm直徑的光纖通過一個可以三維操縱的納米操縱探針引到樣品處。納米操縱探針不僅可以輔助找準測試位置，還可以用于選擇和操縱單根納米線。單色儀和CCD與光纖接口連接并用于接收信號。

圖2：改變電子束聚焦在納米線上的位置，可以得到不同的CL譜。

圖3：使用納米操縱探針給納米線施加不同的應力，可以觀測到CL譜峰位的偏移。