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氧化锌(ZnO)因其优异的发光性能,天然的六边形谐振腔,良好的物理、化学稳定性,在构建微型激光器、异质结发光器件等领域有着广泛的应用。为了提高ZnO的激射性能,科研工作者通过引入金属表面等离子体与激子的共振效应来增强其发光效率,并取得了一系列的研究成果。石墨烯因其独特的电学、光学性能吸引了大量的目光。相比于金属,石墨烯的表面等离子体可以通过掺杂以及外加电场来调节,这更有利于其在光电器件中的应用。目前,石墨烯的表面等离子体已被用在构建太赫兹、红外波段波导器件、光电探测器件等。在紫外波段,石墨烯的表面等离子体能够有效的增强ZnO材料的发光性能。同时,ZnO材料的WGM微腔能够有效增强光与物质的相互作用,对外界的信号能够做出十分敏感的响应,因此也是构建光电探测、生物传感等器件的良好媒介,增强微腔的光学性能具有非常重要的现实意义。基于以上研究背景,本文利用不同方法,制备了 ZnO微纳米结构与高质量单层石墨烯样品,进一步研究了 ZnO与石墨烯复合结构的光电性能,主要包括以下三方面:(1)利用气相传输、磁控溅射、水热等不同方法,制备了具有不同形貌的ZnO微、纳米结构,并进行了形貌结构的表征。构建了与单层石墨烯的复合结构,研究了石墨烯表面等离子体所引发的光场限域效应对ZnO材料的荧光与激光增强作用。石墨烯的引入增强了 ZnO材料的荧光与激光性能。(2)在对石墨烯表面等离子体增强ZnO受激辐射发光的基础上,引入金属Al纳米颗粒,进一步研究了复合体系的紫外光电性能。金属Al纳米颗粒的引入增强了 ZnO的发光与探测性能,在相同强度紫外光激发的情况下,ZnO的受激辐射增强超过10倍。(3)以ZnO微米棒/石墨烯为基础,利用门控结构,构建了场效应调制的ZnO/石墨烯复合结构,尝试动态调节复合结构的光电性能。通过改变门电压,研究了不同外加电场对石墨烯电导特性的影响。利用紫外光对复合结构进行激发,研究了在场效应调制的情况下,外加电场对复合结构的紫外受激辐射性能的影响。