光电探测器在传感器领域起着举足轻重的作用,并且已经在军事和国民经济的各个领域广泛应用,如导弹制导、红外夜视、光通讯、工业控制等。在军事领域中,及时、有效的通信已成为现代化战争的重要组成部分,传统通信方法存在易被截获、安全性不高的特点,紫外通信作为一种新型的通信手段,突出的特点就是不易被探测和截获,在军事领域应用价值极高。由于基于硅的微电子产业已经遇到了发展瓶颈,硅的成本和基于硅的光刻工艺的复杂程度已经成为限制芯片产业发展的两座大山,富勒烯、碳纳米管、石墨烯等一系列碳材料的发现为解决这个问题提供了新的思路。本文将着重讨论第三代半导体材料氧化锌如何与石墨烯形成肖特基结并进行紫外探测和碳纳米管与石墨烯构成全碳型探测器的可行性,并研究其电学光学性能,挖掘背后的物理意义。具体内容如下:1.石墨烯由于其具有透明、导电的性质,是作为透明电极绝佳材料。第三代半导体材料-氧化锌,是一种宽带隙且直接带隙的半导体材料,由于其优异的特性被广泛研究,但由于纳米结构的氧化锌存在合成过程不可控且工艺复杂的特点,导致很难在光电探测的应用上发挥实际作用。本文提出使用氧化锌单晶基片的方法,一方面避免了复杂的材料合成过程,另一方面可以使半导体和石墨烯获得良好的肖特基接触保证器件的性能。通过对器件的电学和光学表征发现,基于氧化锌和石墨烯的肖特基结光电探测器具有超高的响应度、探测率和增益,分别达到了3×104AW-1,4.33×1014cmHz1/2W-1 和 105。2.碳纳米管分为金属型和半导体型,金属型碳纳米管有作为微电子工艺中互联材料的潜力,半导体型碳纳米管具有近红外的禁带宽度,可作为近红外探测器的吸收层,但由于管状的纳米管结构很难与电极材料尤其是石墨烯构成良好的接触,因此我们提出利用Langmuir-Blodgett工艺的方法是碳纳米管组装形成薄膜,实验表明,碳纳米管薄膜和石墨烯具有良好的接触并可以形成肖特基结,性能测试表明,器件具有超快的响应速度,上升和下降时间分别达到了 68和78μs,在光谱响应测试中,表现了优异的宽光谱响应的特征。通过对以上两个工作的研究,证明了非纳米结构的氧化锌体材料具有很好的光电性能,再加上器件简单的制造过程,这对紫外光电探测的实际应用提供了一个很好的思路。规则排列形成的碳纳米管薄膜与石墨烯材料构成的肖特基结光电探测器具有高速、宽光谱响应的特点,这对利用全碳材料构筑光电器件进行了一定的探索,优异的性能对以后的应用潜力巨大。