CdS là chất bán dẫn hợp chất II-VI đƣợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đặc biệt là lĩnh vực chế tạo tế bào năng lƣợng mặt trời, vật liệu quang dẫn, đầu dò quang, tế bào quang hóa, màng transistor và thiết bị quang. CdS tồn tại ở ba pha cấu trúc tinh thể nhƣ sau: pha lục giác, pha lập
phƣơng giả kẽm và pha rocksalt. Cả hai dạng pha lục giác, pha lập phƣơng giả kẽm các nguyên tử Cd và S nằm ở vị trí tại bốn góc (Hình 1.8). Trong đó, pha lục giác là pha đƣợc nghiên cứu rộng rãi nhất bởi nó là pha bền nhất trong các pha và có thể chế tạo dễ dàng. Pha lục giác xuất hiện cả ở dạng khối và dạng nano tinh thể trong khi pha lập phƣơng và pha rocksalt chỉ xuất hiện ở dạng hạt nano tinh thể CdS.
Hình 1. 8. Cấu trúc tinh thể CdS kiểu lục giác (a) và kiểu lập phƣơng (b). [25]
Đối với hợp chất bán dẫn CdS, chất lƣợng bề mặt của màng phụ thuộc vào phƣơng pháp chế tạo màng, quan trọng là màng không bị hạn chế về kích thƣớc, không bị giới hạn về bề rộng của màng và có khả năng đạt đƣợc bề dày nhỏ nhất để cho sự tổn thất năng lƣợng quang là thấp nhất [25].
Với độ rộng vùng cấm của khối bán dẫn CdS (2,42 eV) tƣơng ứng vùng ánh sáng nhìn thấy nên hợp chất CdS có hiệu suất phát quang cao, phổ hấp thụ trong vùng nhìn thấy... Do đó CdS là một vật liệu đầy hứa hẹn đƣợc quan tâm nghiên cứu nhiều để ứng dụng trong lĩnh vực quang điện tử và quang tử. Về mặt ứng dụng, hiệu suất lƣợng tử cao cùng với khả năng có thể điều chỉnh các đặc trƣng quang học theo kích thƣớc cho phép sử dụng hiệu quả loại vật liệu này nhƣ là phần tử đánh dấu sinh học, vật liệu phát quang trong chiếu sáng rắn. Mặt khác, trong thực tế CdS cùng với CdSe là các hệ chấm lƣợng tử điển hình đƣợc dùng để nghiên cứu hiệu ứng giam giữ lƣợng tử mà trong đó hiệu ứng kích thƣớc thể
hiện khá rõ nét nhờ vào ƣu điểm năng lƣợng liên kết exciton của CdS nhỏ (29 mV tƣơng ứng với bán kính Bohr exciton: aB = 2,8 nm).