紫外线对人类的生产生活以及生物的生长发育等都有着巨大的影响,近年来开发研制高探测性能的紫外光电探测器越来越受到科研界及工业界的广泛关注。SnO2半导体具有较大的禁带宽度,以其作为紫外光电探测材料可以较好地避免可见光的干扰,因此被视为是一种理想的紫外光电探测器材料。然而传统的SnO2光电探测器存在光吸收利用率较低的问题,因而其光电响应度和探测度受到了较大的影响。中空多壳层结构(HoMSs)具有丰富的孔结构,有序的壳层排布和多级次的空腔结构,能将光限域在多壳层空腔之中,从而增加光的反射与散射促进材料对光的吸收和利用。纳米空心球结构对入射光形成封闭的回路,光能够沿着球壳内壁进行多次反射散射,避免光线直接穿过球体或是在球体表面吸收和反射,从而可以提高材料对光的吸收效率,这对宽带隙半导体材料尤为重要。因此,SnO2 HoMSs是一种理想的光电探测材料,有望解决传统SnO2光电探测器光电响应度和探测度较低的问题。本文的主要的研究结果分为如下三个方面:(1)利用次序模板法,采用碱化处理过的碳微球做为模板,通过对前驱体金属离子溶液的浓度、吸附时间以及煅烧程序的调控制备出不同壳层数目的单、双、三、四壳层SnO2 HoMSs。(2)利用丝网印刷法将单、双、三、四壳层SnO2 HoMSs制备为薄膜均匀铺设在SiO2/Si基底上,通过真空热蒸镀的方法将Cr/Au电极均匀沉积在HoMSs薄膜表面制备光电探测器。研究发现,随着壳层数目的增多,SnO2 HoMSs光电探测器其探测性能不断提升,其中四壳层SnO2 HoMSs光电探测器的光电探测性能最佳,在入射波长260 nm下电压5 V时其光电流高达231.0 μA,光电响应度R约 1.01 × 104 A/W,外量子效率EQE约5.23 × 106%,探测度D约3.83 × 1012 Jones。其光电响应度、外量子效率、探测度为SnO2纳米粒子光电探测器的35.3,38.4和33.9倍。SnO2 HoMSs光电探测器展现出优异的光电探测性能。(3)光电探测器在轨运行期间会遭遇各种高能宇宙射线,我们研究了单、双、三、四壳层SnO2 HoMSs以及纳米粒子光电探测器在不同辐射剂量γ射线下的抗辐射性能。实验结果表明,随着辐射剂量的增加,探测器的光电流、光电响应度和外量子效率以及探测度都发生不同程度的衰减,但经过辐照后的单、双、三、四壳层SnO2 HoMSs以及SnO2纳米粒子光电探测器,其光电流、响应度、外量子效率以及探测度依然为四壳层SnO2 HoMSs光电探测器最高。当γ射线辐射剂量为100 krad时,四壳层SnO2 HoMSs光电探测器其光电响应度2.59 × 103 A/W,而SnO2纳米粒子光电探测器其光电响应度衰减至22.3 A/W。具有中空多壳层结构的光电探测材料具有优异的抗辐射性能。中空多壳层结构为我们设计制备具有优异光电参数和抗辐射性能的新型光电探测器奠定了良好的基础。