原位透射电子显微镜光学-光电测量系统应用案例

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，以及发光二尤管。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重点。这种耦合特性往往与晶格结构以及应力产生的缺陷有关。结合泽攸科技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纳米线的阴尤发光谱（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。

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。

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。

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。