【摘 要】
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由于其制备、加工工艺与传统互补金属氧化物半导体（COMS）电子学兼容,半导体薄膜被广泛应用于光探测器研究。然而,半导体薄膜中存在的晶界等缺陷会对载流子产生散射,造成载流子迁移率的下降,从而导致薄膜光探测器的光响应性能不够突出;同时,半导体薄膜所能承受的临界弯曲应变较低,进而导致其在柔性光探测器应用受限。针对上述问题,本文将具有高载流子迁移率与机械柔性性能优异的石墨烯与半导体薄膜复合形成异质结,并由
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由于其制备、加工工艺与传统互补金属氧化物半导体（COMS）电子学兼容,半导体薄膜被广泛应用于光探测器研究。然而,半导体薄膜中存在的晶界等缺陷会对载流子产生散射,造成载流子迁移率的下降,从而导致薄膜光探测器的光响应性能不够突出;同时,半导体薄膜所能承受的临界弯曲应变较低,进而导致其在柔性光探测器应用受限。针对上述问题,本文将具有高载流子迁移率与机械柔性性能优异的石墨烯与半导体薄膜复合形成异质结,并由ZnSe单晶纳米线薄膜光敏材料取代ZnSe纳米晶薄膜光敏材料,从而提高光探测器的光响应性能及机械柔性。（1）为了进行对比实验,构筑了基于石墨烯/ZnSe纳米晶薄膜异质结的光探测器并进行相关性能测试。测试结果表明,在1 V偏压下,使用365 nm的紫外灯,光功率设置为1 m W/cm~2,基于石墨烯/ZnSe纳米晶薄膜异质结的光探测器的光电流为45μA,响应时间为550 ms,具有4.2×1012 Jones的探测率和可探测光强为10μW/cm~2,且计算的响应度可达1.45×10~4A/W。（2）基于VLS机理在石墨烯/SiO2/Si基底上生长ZnSe单晶纳米线薄膜,并成功构筑出基于石墨烯/ZnSe单晶纳米线薄膜异质结的光探测器,进行相关性能测试。结果表明,在-1 V偏压下,使用365 nm的紫外灯,光功率设置为1 m W/cm~2,基于石墨烯/ZnSe单晶纳米线薄膜异质结的光探测器的光电流为114μA,响应时间为50 ms,具有6.5×1013 Jones的探测率和可探测光强为1μW/cm~2,且计算的响应度可达2.05×10~5 A/W,其各项性能相对石墨烯/ZnSe纳米晶薄膜异质结的光探测器均有1个量级的显著提升。（3）在3.5 cm×3.5 cm的PET基底上构筑基于石墨烯/ZnSe单晶纳米线薄膜异质结的柔性光探测器,并进行机械柔性测试。测试结果表明,器件在表面承受0.7%的最大弯曲应变时工作性能保持稳定,且在0.7%的弯曲应变下,将器件弯曲10000次或持续弯曲1000 h后,工作性能依旧保持稳定。而且各组器件在弯曲过程中均匀性良好,基于石墨烯/ZnSe单晶纳米线薄膜异质结的柔性光探测器符合柔性光探测器对机械柔性和均匀性的要求。
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