薄膜型光電器件，包括光伏電池、光電探測器等光電轉換器件和發光二極體、鐳射器等電光轉換器件，通常是由夾在底電極和頂電極之間的多層薄膜垂直堆疊組成的封閉結構。此類器件的能帶結構不僅決定於各層材料本身的能帶，而且取決於各層之間的介面效應，是影響載流子傳輸，進而決定器件效能的關鍵因素之一。如何準確獲取此類垂直封閉型器件的能帶結構極具挑戰性，特別是在器件實際工作狀況下。
中國科學院蘇州奈米技術與奈米仿生研究所光電介面團隊發展了橫截面開爾文探針顯微鏡技術（SKPM），突破了垂直封閉構型限制，實現了薄膜光電器件工況下介面能帶結構的動態表徵，解析了器件未知工作機理，取得了系列研究成果【Nat. Commun.11, 5585 (2020)，J. Am. Chem. Soc.142, 18281 (2020)，Nat. Commun.10, 4593 (2019)，Adv. Mater.30, 1802490 (2018)，Nano Energy40, 454 (2017)，Nano Lett.17, 3231 (2017)，Nat. Commun.6, 7745 (2015)】。
相關研究工作獲得國家自然科學基金、科學技術部重點研發計劃、江蘇省自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項和科研裝備研製專案、蘇州奈米協同創新中心，以及蘇州奈米所的支援。
圖1 動態追蹤倍增型光電探測器介面能帶結構
圖2 最佳化振盪動力學提高橫截面開爾文探針測量精準度
來源：中國科學院蘇州奈米技術與奈米仿生研究所
