石墨烯（Graphene）具备高迁移率、高透明性、宽光谱吸收和零带隙等优异特性,而且费米能级可调,它在光电探测领域具有巨大应用潜力。由于单层石墨烯吸收率低,与光相互作用长度短,导致常规石墨烯光电探测响应度有待提高。石墨烯异质结是提升光电探测响应度的最有效手段之一。采用铁电材料例如铌酸锂可以实现对石墨烯掺杂构建高性能异质结,获得优异光电器件。具备优异光学特性的铌酸锂（LiNbO₃）是近年来被广泛研究的一种半导体材料,具备铁电、热电、电光、压电等效应。铌酸锂具有自发极化特性,自发极化状态改变会引起表面静电荷发生变化。本文将石墨烯与x-cut铌酸锂进行结合,利用铌酸锂的热释电极化特性实现对石墨烯的掺杂,构建异质结,获得高灵敏度、宽带的光电探测器。基于石墨烯的铌酸锂光电探测器实现了可见光到近红外范围内（405-1064 nm）的宽光谱高灵敏度的快速探测,并且可以实现在零偏置电压下工作。器件的响应度高至10⁶A/W,外量子效率达到10⁸%,比探测率达到10¹⁵ Jones,响应时间为ms级别。对x-cut铌酸锂的热释电测试结果证明光照时铌酸锂在沿其自发极化方向（z轴）上分别释放出正电荷和负电荷。器件工作时铌酸锂会释放出表面的自由电荷对石墨烯进行掺杂。由于石墨烯零带隙的能带结构易受掺杂电荷的影响而改变,石墨烯掺入正电荷后费米面下移形成P型掺杂石墨烯,掺入负电荷后费米面上移形成N型掺杂石墨烯,沿铌酸锂自发极化方向形成P型掺杂和N型掺杂石墨烯。石墨烯费米能级的改变使得内部电子和空穴重新排布,电输运特性变化导致电阻率改变,因此器件产生更强的光电响应。对于论文中的创新之处总结如下:1.提出将石墨烯与x-cut铌酸锂结合制备器件,实现同时对石墨烯的P型和N型掺杂。2.基于石墨烯的铌酸锂光电探测器在405-1064 nm波段的响应度高至10⁶A/W,响应时间为ms级别,实现宽光谱高灵敏度的探测。