5. Phƣơng pháp nghiên cứu
1.3.1. Cấu trúc của vật liệu CdS
Hình 1.6. Cấu trúc tinh thể CdS kiểu lục giác (a) và kiểu lập phƣơng (b)
CdS là chất bán dẫn hợp chất II-VI đƣợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là các lĩnh vực chế tạo vật liệu quang dẫn, đầu dò quang, tế bào quang hóa, tế bào năng lƣợng mặt trời, thiết bị quang và màng transistor. CdS có 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 . Trong đó, pha đƣợc nghiên cứu rộng rãi nhất là pha lục giác. Bởi nó là pha lục giác bền nhất trong các pha và dễ chế tạo nhất. Pha rocksalt chỉ xuất hiện ở dạng hạt nano tinh thể CdS. Pha lục giác xuất hiện cả ở dạng khối và dạng nano tinh thể trong khi pha lập phƣơng.
Khi sử dụng hợp chất bán dẫn CdS để chế tạo màng, ta đƣợc một số ƣu điểm nhƣ 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. Nhƣng chất lƣợng bề mặt của màng phụ thuộc vào phƣơng pháp chế tạo màng
vùng ánh sáng nhìn thấy nên hợp chất CdS có hiệu suất phát quang cao, phổ hấp thụ trong vùng nhìn thấy... Do có nhiều ƣu điểm, nên CdS là một vật liệu đầy hứa hẹn đƣợc quan tâm nghiên cứu nhiều để ứng dụng trong lĩnh vực quang điện tử.
CdS khả năng có thể điều chỉnh các đặc trƣng quang học theo kích thƣớc vì vậy cho phép sử dụng loại vật liệu này nhƣ là phần tử đánh dấu sinh học, vật liệu phát quang trong chiếu sáng rắn và hiệu suất lƣợng tử cao. 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).