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CdS和ZnO都具有優秀的光電性能，被認為在光電探測器等領域有著廣闊的應用前景。但是，CdS一維材料存在低量子效率和低響應速度等問題，ZnO納米材料也存在低響應速度和較差的光電流穩定性等問題。本文報道了一種有趣的樹枝狀CdS/ZnO異質結納米材料，該材料相對于普通的CdS納米帶極大提高了光電響應性能。研究者揭示了該材料結構特性與光電響應性能之間的聯系。相關研究成果發表在《Nanoscale》上。

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

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性能。

圖3：CdS/ZnO樹枝狀異質結在TEM下的結構表征。

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

        CdS/ZnO樹枝狀異質結因其特殊的結構特性，相對于CdS納米帶表現出更加優秀的光電響應性能。本案例中，原位TEM光學-光電測量系統不僅保證了TEM原有的分辨率，在電學測量及光電響應測量中也有不俗表現。