JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

כאן, אנו מכינים ולאפיין ננו ZnO / CdSSe היררכי דמוי עץ הרומן, שבו סניפים CdSSe גדלים על nanowires ZnO מיושר אנכית. Nanotrees וכתוצאה מכך הם חומר פוטנציאל המרת אנרגיית השמש והתקנים אופטו-אלקטרוניים אחרים.

Abstract

הליך בתצהיר שני שלבים כימיים אדים מועסקים כאן כדי להכין-ננו הטרו ZnO / CdSSe הירארכי דמוי עץ. המבנים מורכבים סניפי CdSSe גדלו על nanowires ZnO כי מיושרים אנכיים על מצע ספיר שקוף. מורפולוגיה נמדדה באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק. מבנה הגבישי נקבע על ידי ניתוח עקיף אבקת רנטגן. הן ZnO גזע וענפים CdSSe יש מבנה גבישי wurtzite בעיקרה. יחס החפרפרת של S ו Se בענפי CdSSe נמדד על ידי ספקטרוסקופיה רנטגן נפיצת אנרגיה. סניפי CdSSe לגרום ספיגת אור הנראה חזקה. Photoluminescence (PL) ספקטרוסקופיה הראתה כי הגזע והענפים יוצרים heterojunction מסוג II. מדידות חי PL הראו ירידת חייו של פליטה מהעצים בהשוואת פליטה מן ZnO פרט נובע או סניפי CdSSe ומעיד העברת מטען מהירה בין CdSSe ו ZnO. הגלימהקאלי המיושר ZnO נובעת לספק מסלול העברת אלקטרונים ישיר המצע ולאפשר הפרדת תשלום יעילה לאחר photoexcitation ידי אור הנראה. השילוב של תכונות הנ"ל עושה ZnO / CdSSe nanotrees מועמדים מבטיחים עבור יישומים תאים סולריים, photocatalysis, והתקנים אופטו-אלקטרוניים.

Introduction

ZnO הוא מוליך למחצה II-VI שמציע פער להקה (BG) של 3.3 eV, ניידות אלקטרונים גבוהה, וכן 1,2 אנרגיה גדול אקסיטון מחייב. זהו חומר מוליך-למחצה בשפע עם שפע של יישומים בהווה ובעתיד במכשירים אופטיים, תאים סולריים, ואת photocatalysis. עם זאת, ZnO הוא שקוף, המגביל את תחולתו בטווח ספקטרלי הגלוי. לכן, אמצעי סופגי אור הנראה, כגון מוליכים למחצה צר פער 3, מולקולות צבע 4, ופולימרים רגישים 5, הועסקו לעתים קרובות את רגישותם של ZnO ספיגה אור הנראה.

תקליטורים (BG 2.43 eV) ואת CdSe (BG 1.76 eV) הם מוליכים למחצה II-VI צרי הפער נפוצים נחקרו באופן אינטנסיבי. הפרמטרים BG ו סריג של CdSSe סגסוגת משולשת יכול להיות מותאם על ידי שינוי יחס חפרפרת של רכיבים VI 6,7. nanocomposites ZnO / CdSSe דווחו לגרום photov ביותר8,9 המרת אנרגיה oltaic.

שילוב בין מסלול הובלת אלקטרונים היעיל של nanowires ZnO בציר האנכי כלפי מצע עם קליטת האור הנראה המשופרת של סניפי CdSSe הוביל העברת אלקטרונים יעילה בין הגזע וענפי 9,10. לפיכך, אנו מסונתז ננו-מבנה ZnO / CdSSe חדש דמוי עץ, שם מיושר אנכית nanowires ZnO מעוטרים סניפים CdSSe. חומר מרוכב זה יכול לשמש כאבן בניין עבור תקני המרת אנרגית סולארית רומן.

פרוטוקול זה מתאר כיצד מערכי nanowire ZnO גדלים על מצע ספיר על ידי שיקוע כימי חד-שלבית (CVD) מ אבקות ZnO ו- C, בעקבות הליך זה כבר פורסם בעבר 11. בעקבות הצמיחה של ננו-חוטי ZnO, בשלב שני של CVD מועסק לגדול סניפי CdSSe על nanowires ZnO. אנו מעסיקים עקיפה אבקת רנטגן (XRD), מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM), ואנרגיה נפיצה ספקטרוסקופיה רנטגן (EDS) כדי למדוד את המבנה הגבישי, מורפולוגיה, והרכב של nanotrees ZnO / CdSSe (נוירוטיפיקלים). מנגנון העברת הספק נכסים ולחייב האופטיים בין ענפי הגזע נחקר על ידי photoluminescence (PL) ספקטרוסקופיה זמן נפתר מדידות חי PL.

Protocol

1. סינתזה של עץ דמוי ZnO / CdSSe ננו

  1. ציפוי מקדים וזהב של מצעי ספיר
    הערה: סרט הזהב פועל כזרז לצמיחה של nanowires ZnO.
    1. מגלשות ספיר נקיות (א-מטוס, 10 × 10 × מ"מ 1) באתנול 99.5% עם 5 דקות של sonication להכין את המצע עבור מקרטעת Au.
    2. להפקיד 10 ננומטר (± 2 ננומטר) הסרט -thick של זהב על שקופיות ספיר עם coater גמגום ויעד זהב.
  2. סינתזה של ננו-חוטים ZnO
    הערה: שלב sonication 1.2.2 תוצאות ZnO ופחמן הומוגנית (ZnO / C) תערובת. לאחר ערבוב, את התערובת משתנה לצבע האפור. צעד הדחיסה 1.2.3 מבטיח שאף אוויר שוהה תערובת וכי ZnO ופחמן נמצא בקשר הדוק. לאחר CVD, סרט לבן של nanowires ZnO צריך להיות מופקד על המצע, צד פונה לכיוון הסירה.
    1. מערבבים 1 גרם של nanopowder ZnO ו Activפחמן ated (חלק המוני של 50:50) ב 10 מ"ל של 99.5% אתנול ו ומערבבים היטב עם מרית.
    2. Sonicate את התערובת בתוך אמבט מים בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות, ולאחר מכן לייבש אותו בתנור במשך ~ 5 שעות ב 80 ºC.
    3. מניחים את התערובת ZnO / C בסירה אלומינה וקומפקטי אותו היטב עם מרית.
    4. מניח את שקופיות ספיר מצופה זהב על גבי סירת אלומינה, עם הצד צופה הזהב פונה כלפי מטה. מניח את סירת אלומינה במרכז הצינור קוורץ בתוך תנור צינור אופקי.
    5. טהר את שפופרת קוורץ עבור שעה 1 עם Ar בקצב זרימה של 40 SCCM בטמפרטורת החדר (RT). העלה את הטמפרטורה מ RT ל -900 ºC בשיעור של 80 ºC / min ולשמור קבוע קצב זרימת ארגון.
    6. החזק את הטמפרטורה ב 900 מעלות צלזיוס למשך 2 שעות. פתח את הצינור קוורץ בשני הקצוות על ידי הסרת צריכת גז פקק גומי ולתת אוויר להזין את הצינור כדי לספק חמצן עבור התגובה.
    7. לשמור על טמפרטורת התגובה ב 900 ºC עבור 3 שעות עם ruפקקי bber סיר. להתקרר RT בשיעור של 10 ºC / min.
    8. קח את הסירה ואת השקופיות מתוך הכבשן.
  3. הפקדת סניפים CdSSe על nanowires ZnO
    הערה: הספינה אלומינה של תקליטורים / Se הוצגה במרכז צינור קוורץ. את nanowires ZnO המוכן היו פונה כלפי מעלה היו 10 סנטימטרים במורד מהסירה. לאחר CVD השני, סרט כתום / צהוב, המהווה את ננו-מבנה ZnO / CdSSe, יופקד בשקופית.
    1. מערבבים 0.5 גרם של תקליטורים ו- CdSe (CDS / Se) גם אבקת (חלק המוני של 50:50) ומניחים את התערובת בסירה אלומינה. לדחוס את התערובת היטב.
    2. מניח את סירת אלומינה של תקליטורים / Se ואת מדגם nanowire ZnO בעבר הכין בצינור קוורץ.
    3. טהר את הצינור עם Ar בקצב זרימה של 40 SCCM ב RT עבור שעה 1. העלה את טמפרטורת תגובת 820 ºC בשיעור של 80 ºC / min. החזק את הטמפרטורה 820 ºC למשך 30 דקות.
    4. להתקרר RT בבשיעור של 10 ºC / min. קח את הסירה ואת השקופיות מתוך הכבשן.
  4. סינתזה של דגימות בקרה: nanowires ZnO ו CdSSe
    1. לסנתז nanowires ZnO כמו בסעיף 1.2 באותם תנאי הניסוי.
    2. לסנתז nanowires CdSSe כאמור בסעיף 1.3, באותם תנאי הניסוי, עם אותה הכמות של תקליטורים ו- רכב CdSe, אבל עם שקופית ספיר נקיה, מצופה זהב כמו המצע במקום השקופית שהופקד ZnO.

2. מורפולוגי אפיון crystallographic

  1. הר המדגם על הבמה SEM עם מלחציים ומניחים המדגם בתא ואקום של המכשיר SEM. קח תמונות SEM על מצב ברזולוציה גבוהה עם מרחק עבודה של 12.0 מ"מ במתח של 3 קילו ו בהגדלה בין 3,000X ו 10,000X 11,12.
  2. קח נתונים EDS עם מדגם זהה באמצעות גלאי רנטגן באותו מרחק עבודה של12.0 מ"מ. כווננו את המכשיר למצב ניתוח ולהתאים את המתח עד 20 קילו, וכתוצאה מכך זרם של 20 עד 40 מיקרו-אמפר 13.
  3. אסוף ספקטרום XRD על diffractometer אבקת רנטגן באמצעות קרינה Cu Kα מסוננים (λ = 1.5418 א) 11,12.

3. PL ספקטרוסקופית פליטה ומדידות Lifetime PL זמן נפתרה

הערה: ספקטרה PL ועוד היד נטויה פוטון יחיד בקורלציה זמן (TCSPC) מדידות ב RT בוצעו באמצעות מוגבר Ti: מתנד ספיר אחרי דור הרמונית השני (SHG), לייצר רכבת של 50 פולסים fsec מרוכז באורך גל 400 ננומטר עם כוח תפוקה של 1.76 mW 14.

  1. תקן המדגם לתוך בעל מדגם המציב את פן המדגם עד הליזר אל הגלאי. יישר את הלייזר להתמקד המדגם. מדוד את ספקטרום הפליטה PL של דגימות מ -500 ננומטר אורכי גל 900 ננומטר באמצעות ספקטרומטר סיבים.
  2. יש להשתמש בגלאי פוטון יחיד (Avalanche דיודה צילום או phototube) כדי למדוד גלגולים PL זמן נפתרה עם פילטר זכוכית צבע מסנן bandpass הפרעה 500 או 650 ננומטר.
  3. הכנס ZnO, CdSSe, או ZnO / CdSSe מחליק לתוך בעל המדגם. מדוד את nanowires ZnO טהור עם מסנן bandpass 500 ננומטר לבין דגימות CdSSe או ZnO / CdSSe עם מסנן bandpass 650 ננומטר.
  4. השתמש דלפק פוטון יחיד בקורלציה זמן או אוסצילוסקופ מהר למדוד את תקופות חי ריקבון קרינת הזמן נפתר.

תוצאות

איור 1 מציג את מנגנון הצמיחה של ZnO / CdSSe נוירוטיפיקלים. ההליך כרוך אדי נוזל-מוצק קטליטי (VLS) תהליך ואחריו הצמיחה הלא קטליטי מוצק אדי (VS). בשלב VLS הראשון, ZnO ו- C להגיב באטמוספירה Ar, וכתוצאה מכך Zn מתכתי תחמוצת הפחמן. Zn מתמוסס וכפועל יוצא מזה מבשר זהב על פני המצע ספיר. nanowires ZnO לצמוח מן Zn מומס חמצן שיורית. בשלב השני, חשיפת תוצאות אוויר בצמיחת nanowires ZnO הארוך ידי VLS-VS על גבי זרעי ZnO הקצרים. מנגנון VLS-VS נדון בפירוט בעבר 11,12. בשלב האחרון, ענפי CdSSe לגדול באופן ישיר, ללא זרז, על nanowire ZnO.

SEM תמונות של nanowires ZnO המתקבל לאחר הצעד הראשון (פרוטוקול 1.2) מוצגות באיור 2 (א). SEM תמונות של nanostruct עץ דמויures המתקבל לאחר השלב השני (פרוטוקול 1.3) מוצג באיור 2 (ב) ו- (ג). העסקנו EDS כדי לקבוע את ההרכב של נוירוטיפיקלים. הענפים הכלולים S ו Se, עם יחס אחוז שומה של סביב 0.53: 0.47. סריקות אלמנט EDS בוצעו בשלוש עמדות שונות על NT, מופיעים באיור 2 (ג). דמויות 2 (ד), (ה), (ו) להראות את רכב הגזע, הסניף, ואת הכובע, בהתאמה . מיפוי קו סריקת האלמנט לאורך הקו באיור 2 (ז) מוצג באיור 2 (ח). סריקת האלמנט עולה כי הכובע והרגל ניתן להבחין בבירור הסריקה שמראה תרומות רק Zn ו- O באזור של הגבעול. המבנים קריסטל של נוירוטיפיקלים נמדדו באמצעות XRD. הם נמשלים מבנים גבישיים של nanowires ZnO ו CdSSe טהור, שמוצג באיור 3. Pure ZnO ו CdSSe nanowires show מבנה wurtzite המשושה הצפוי, עם פסגות אופייניות ב (100), (002), (101), ו (102) 13,15. פסגה חזקה מאוד וצרה ב (002) עבור ZnO יכולה להיות מוסברת על ידי הגידול חד כיוונית של nanowires ZnO בציר האנכי. מדידת XRD של נוירוטיפיקלים מציגה שילוב של מבני wurtzite ZnO ו CdSSe. על פי החוק של Vegard, יחס החפרפרת של S: Se נקבע מנתוני XRD להיות 0.54: 0.46, אשר תואם את תוצאת EDS. CdSSe ב נוירוטיפיקלים הראה שיא נוסף המוקצה עם (111) מטוס של השלב zincblende והוא נדון מאוחר יותר.

ספקטרה PL ומדידות PL זמן נפתר העסקת TCSPC מוצגות באיור 4 (א) ו- (ב), בהתאמה. באיור 4 (א), את פליטת הקרינה של ZnO, CdSSe, ו ZnO / CdSSe יש מקסימום ב 514 ננומטר, 646 ננומטר, ו 627 ננומטר, בהתאמה. מסנן bandpass 500 ננומטר היה בחרו למדידת החיים PL ZnO, בעוד מסנן 650 ננומטר שימש למדידת פליטת מ CdSSe ו ZnO / CdSSe נוירוטיפיקלים. זמן נפתר מדידות PL צוידו באמצעות פונקציות חד או דו-מעריכים. באיור 2 (ב), משך חיי PL של נוירוטיפיקלים ZnO / CdSSe (0.11 NSEC) הוא קצר יותר מאשר תקופות חיים של כל אחד ZnO (3.67 NSEC) או CdSSe (1.06 NSEC) בכל עירור 400 ננומטר. זו יכולה להיות מוסברת על ידי העברת אלקטרון מהר מן פס ההולכה (CB) של CdSSe אל CB של ZnO. ב nanowires המבודד, אלקטרונים מתרגשים ולשלב מחדש radiatively בסולם זמן שבריר שני. אם ענפי CdSSe נמצאים בקשר עם גבעול ZnO, אלקטרונים מתרגשים יכולים להעביר שאינו radiatively מ CdSSe כדי ZnO, עם ציר זמן זה תלוי בממשק וזה יכול להיות הרבה יותר מהר מאשר בחי הקרינה. לכן, אורך החיים PL של נוירוטיפיקלים ZnO / CdSSe הוא מופחת על ידי העברת אלקטרון פני ממשק.

"Src =" / files / ftp_upload / 54,675 / 54675fig1.jpg "/>
איור 1. סינתזה סכמטי של נוירוטיפיקלים ZnO / CdSSe. את ההגדרה בתוך הכבשן מוצגת בצד השמאל. התמונות שלהלן מציגות את שלושת השלבים של הכנת NT מעורבים: תהליך VLS ב Ar, תהליך VLS-VS באוויר, ואת בתצהיר של סניפים CdSSe. לשכפל מ Ref. 17. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

figure-results-4008
איור 2. SEM תמונות ספקטרום EDS. א) התמונה SEM של nanowires ZnO מוכן באמצעות CVD; ב) ו- ג) SEM תמונות של נוירוטיפיקלים ZnO / CdSSe מוכן באמצעות CVD; EDS הספקטרום של גזע ZnO, כובע CdSSe, וענף CdSSe של ZnO / CdSSe נוירוטיפיקלים מוצגים ד ), ה), ו-ו '), בהתאמה; ח) קו סריקת האלמנט לאורך הקו המוצג g), לשכפל מ Ref. 17. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

figure-results-4837
איור 3. XRD ספקטרה של ZnO, CdSSe, ZnO / CdSSe נוירוטיפיקלים. (100), (002), (101), ו (102) פסגות, מאפיין של המבנה wurtzite ZnO ו CdSSe עבור nanowires חשוף, מוצגים. פסגות נוספות מן נוירוטיפיקלים ניתן לזהות עם המטוס (111) של CdSSe במבנה zincblende, כפי שפורט הטקסט. לשכפל מ Ref. 17. ג נאיםללקק כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

figure-results-5503
איור 4. PL ספקטרה ומדידות TSCPC. ספקטרה PL (א) ומדידות TSCPC מצויד ריקבון יחיד מעריכי (ב) של ZnO, CdSSe, ו ZnO / CdSSe נוירוטיפיקלים נרגש עם לייזר 400 ננומטר גל. הקרינה הצג ספקטרה PL של ZnO, CdSSe, ו ZnO / CdSSe ב 514 ננומטר, 646 ננומטר, ו 627 ננומטר, בהתאמה. גלגולים של ZnO, CdSSe, ו ZnO / CdSSe הם 3.67 NSEC, 1.32 NSEC, ו 0.72 NSEC, בהתאמה. לשכפל מ Ref. 17. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

Discussion

היישור האנכי של nanowires ZnO (גבעולים) מבוסס על גידול epitaxial על פני המצע. Nanowires ZnO לגדול באופן מועדף לאורך הכיוון <0001> תואם עם המחזוריות של א-המטוס של ספיר 12. לכן, את הסוג והאיכות של המצע חשוב מאוד. עוביים שונים של ציפוי זהב על פני המצע, מ -5 ננומטר ל -20 ננומטר, נבדקו לא הצביעו על הבדל משמעותי בגידול של nanowires ZnO. אורכו של ננו-חוטים ZnO יכול להיות מותאם על ידי שינוי כמות התערובת ZnO / C המשמש, את קצב הזרימה Ar, ובפעם חשיפה לאוויר. עבור סינתזת nanowires ZnO עם אורך עקבי, תערובת חמצן / ארגון עם יחס מוגדר היטב או אוויר מלאכותי (תערובת חמצן / חנקן) מומלצת כגז המוביל. עד כה, nanowires ZnO הארוך כי כבר גדל במעבדה שלנו בשיטה זו היו 30 מיקרומטר, ואת הקצר היו 5 מיקרומטר.

> במהלך בתצהיר CdSSe, הטמפרטורה במיקום המצע הוא הפרמטר המרכזי שולט הרכב הסגסוגת המשולש. בתוך שפופרת קוורץ, שיפוע הטמפרטורה ממרכז הכבשן כלפי הקצוות נשלט על ידי הגדרות התנור, אורך הצינור בקוטר, ואת קצב הזרימה של הגז המוביל. העמדה של המצע קובע את הטמפרטורה הצמיחה וכתוצאה מכך, את הרכב. מאז יש לנו אינדיקציות חזקות כי הצמיחה של ענפי CdSSe על גזע ZnO הוא epitaxial, כפי שנראה להלן, חשוב למצוא את המיקום בצינור קוורץ עם הטמפרטורה הנכונה לצמיחה של S 50:50: שומת Se יחס (סביב 720 ºC) 14. עבור כוונון יחס החפרפרת של S ו Se, כמה ניסויים עשויים להיות נחוצים כדי למצוא את ההגדרות הנכונות ואת המיקום בצינור. הצבע של נוירוטיפיקלים ZnO / CdSSe וכתוצאה מכך הוא אינדיקטור ראשון של האם היחס הנאה הושג; זה צריך להיות כתום. צבע צהוב בהירמצביע על תכולת גופרית גבוהה, בעוד צבע אדום כהה מצביע מדי סלניום CdSSe. היחס בפועל ניתן למדוד על ידי EDS או XRD.

הסיבה להיווצרות סניפי CdSSe במקום מבנה ליבה-פגז CdSSe / ZnO יכולה להיות מוסברת על ידי המדידות של המבנה הגבישי. XRD מראה הכתף ב 26.5 ° כי מזוהה (111) מטוס של השלב zincblende של CdSSe (איור 3) 16. הצמיחה של ענפי CdSSe היא יזמה ככל הנראה על ידי פגמי נקודות על (1010) פני השטח של גזע ZnO המשושה. המופע של השלב zincblende יכול להיות מוסבר על ידי גידול של מעוקב CdSSe על (1010) משטח של ZnO שונים בפרמטרים הסריג שלהם על ידי מספרים שלמים ויכול להצמיח גידול epitaxial. כמו הענפים לצמוח עוד, המבנה הגבישי מתמזג שלב המשושה יציב יותר הלוקח בחשבון את החזקה (101) אות XRD. מאז פרמטרי הסריג הם determiנוד על ידי יחס השומה, ויחס השומה תלוי בטמפרטורת צמיחה, ההתאמה המדוקדקת של כל הפרמטרים המשפיעים על הטמפרטורה היא קריטית.

זוהי הפגנה אחת של ננו דמוי עץ העשויים מחומרים שונים בסניפי הגזע. השיטה צריכה בעבודה עקרונית שילובי חומר אחרים. עם זאת, כמה קשר בין פרמטרי הסריג של הגבעול והענפים נדרש על מנת לצמוח סניפים במקום מבנה ליבה-פגז. בנוסף, הטמפרטורה בתצהיר של חומר הסניף צריכה להיות נמוכה מזה של חומר הגזע כדי למנוע את ההרס של הגזע בשלב ההכנה האחרון. שיטה חלופית עבור סינתזת nanoparticle כרוכה צמיחת solvothermal. היו קומץ של דיווחים על נוירוטיפיקלים מרוכבים עץ דמוי מסונתזים על ידי שיטות solvothermal. בהשוואה לשיטות solvothermal, ממס ללא CVD הוא יותר ידידותי לסביבה ומאפשר ההכנה מaterials עם טוהר גבוה. עם זאת, CVD יש גם כמה מגבלות. CVD בדרך כלל מופעלת בטמפרטורות גבוהות כדי לאדות מבשרים, דגימות מוכנות יכולות להיות בהרכבים שונים בטמפרטורות גבוהות.

לסיכום, הכנו ננו-מבנה עץ דמוי מיושר הרומן ZnO / CdSSe אנכית. הן ZnO גבעולי ענפי CdSSe היו בעיקר במבנה wurtzite. מדידות TCSPC להראות העברת מטען מהירה מענפי CdSSe אל ZnO גבעולים. קל BG מתכונן סניפי CdSSe, את ZnO השקוף נובע, ואת העברת המטען היעילה בין שני עושה ZnO / CdSSe נוירוטיפיקלים חומר מבטיח אופטי, פוטו, ויישומים הפוטואלקטרוכימי.

Disclosures

נתונים ומספרים במאמר זה מצוטטים מהספרות בננוטכנולוגיה על ידי Li et al. 17.

Acknowledgements

המחברים מודים Svilen Bobev על עזרתו עם ספקטרה XRD ו ק Booksh לסיוע עם הציוד coater גמגום.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
ZnOSigma Aldrich1314-13-2
Activated CarbonAlfa231-153-3
CdSeSigma Aldrich1306-24-7
CdSSigma Aldrich1306-23-6
SapphireMTI2SPa-plane, 10 × 10 × 1 mm
FurnaceLindberg Blue MSSP
Scanning electron microscopeHitachiS5700assembled with an Oxford Inca X-act detector
X-ray powder diffractometerRigakuMiniFlexfiltered Cu Kα radiation (λ=1.5418 Å)
Amplified Ti:sapphire oscillatorCoherent MantisCoherent Legend-Elite
Single photon detection moduleID QuantiqueID-100
Sputter coaterCressington308assembled with gold target
Fiber probe spectrometerPhoton ControlSPM-002
Colored Glass FilterThorlabsFGB37-A - Ø25 mm BG40AR Coated: 350 - 700 nm
Compressed argon gasKeen7440-37-1

References

  1. Swank, R. K. Surface Properties of II-VI. Compounds. Phys. Rev. 153 (3), 844-849 (1967).
  2. Bagnall, D. M., et al. Optically pumped lasing of ZnO at room temperature. Appl Phys. Lett. 70 (17), 2230-2232 (1997).
  3. Zheng, Z. K., Xie, W., Lim, Z. S., You, L., Wang, J. L. CdS sensitized 3D hierarchical TiO2/ZnO heterostructure for efficient solar energy conversion. Sci. Rep. 4, (2014).
  4. Anta, J. A., Guillén, E., Tena-Zaera, R. ZnO-Based Dye-Sensitized Solar Cells. J. Phys. Chem. C. 116 (21), 11413-11425 (2012).
  5. Pelligra, C. I., Majewski, P. W., Osuji, C. O. Large area vertical alignment of ZnO nanowires in semiconducting polymer thin films directed by magnetic fields. Nanoscale. 5 (21), 10511-10517 (2013).
  6. Reddy, N. K., Devika, M., Shpaisman, N., Ben-Ishai, M., Patolsky, F. Synthesis and cathodoluminescence properties of CdSe/ZnO hierarchical nanostructures. J. Mater. Chem. 21 (11), 3858-3864 (2011).
  7. Lee, Y. L., Chi, C. F., Liau, S. Y. CdS/CdSe Co-Sensitized TiO2 Photoelectrode for Efficient Hydrogen Generation in a Photoelectrochemical Cell. Chem. Mater. 22 (3), 922-927 (2010).
  8. Rincón, M. E., Sánchez, M., Ruiz-García, J. Photocorrosion of Coupled CdS/CdSe Photoelectrodes Coated with ZnO: Atomic Force Microscopy and X-Ray Diffraction Studies. J. Electrochem. Soc. 145 (10), 3535-3544 (1998).
  9. Leschkies, K. S., et al. Photosensitization of ZnO Nanowires with CdSe Quantum Dots for Photovoltaic Devices. Nano Lett. 7 (6), 1793-1798 (2007).
  10. Gonzalez-Valls, I., Lira-Cantu, M. Vertically-aligned nanostructures of ZnO for excitonic solar cells: a review. Energy Environ Sci. 2 (1), 19-34 (2009).
  11. Zhu, G., et al. Synthesis of vertically aligned ultra-long ZnO nanowires on heterogeneous substrates with catalyst at the root. Nanotechnology. 23 (5), 055604(2012).
  12. Yang, P., et al. Controlled Growth of ZnO Nanowires and Their Optical Properties. Adv. Func. Mater. 12 (5), 323-331 (2002).
  13. Myung, Y., et al. Composition-Tuned ZnO−CdSSe Core−Shell Nanowire Arrays. ACS Nano. 4 (7), 3789-3800 (2010).
  14. Pan, A., et al. Color-Tunable Photoluminescence of Alloyed CdSxSe1-x Nanobelts. J. Am. Chem. Soc. 127 (45), 15692-15693 (2005).
  15. Rakshit, T., Mondal, S. P., Manna, I., Ray, S. K. CdS-decorated ZnO nanorod heterostructures for improved hybrid photovoltaic devices. ACS Appl. Mater. Inter. 4 (11), 6085-6095 (2012).
  16. Nan, W. N., et al. Crystal Structure Control of Zinc-Blende CdSe/CdS Core/Shell Nanocrystals: Synthesis and Structure-Dependent Optical Properties. J. Am. Chem. Soc. 134 (48), 19685-19693 (2012).
  17. Li, Z., Nieto-Pescador, J., Carson, A. J., Blake, J. C., Gundlach, L. Efficient Z-scheme charge separation in novel vertically aligned ZnO/CdSSe nanotrees. Nanotechnology. 27 (13), 135401(2016).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

117ZnOCdSSeXRD

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved