半导体光电产业已经带给人们巨大的即时通讯便利,炫目的视觉感受。更加便捷、高效、低成本的通讯、能源等需求,期待实现基于纳米尺度低维材料有效光电探测,调控技术。因而,人们了解和控制低维光电材料的愿望十分强烈。本论文主要研究了 ZnO纳米线和石墨烯两种人们广泛关注的低维材料的光电性质。基于ZnO单根纳米线/p-GaN薄膜异质结,我们研究了在紫外波段光伏效应、发光现象,并以此设计实现了自驱动、高速紫外光探测、光电逻辑门等原型器件;基于铜箔表面生长的石墨烯,论文讨论了石墨烯的转移方法,转移后有机分子在石墨烯表面的残余,石墨烯光栅探测徳拜分子层电化学响应的初步结果。　　论文主要研究成果如下:　　1.详细研究了化学气相沉积法生长ZnO纳米刷结构的生长机制。扫描电镜和能谱对生长过程分析证明该结构来源于ZnO二次生长,透射电镜和阴极荧光表征确认了ZnO纳米线的不同时间生长的样品光谱特征。这种二次生长机制可以被应用于设计其他复杂纳米结构。　　2.论文首次制备了基于单根n-ZnO纳米线/p-GaN的异质结光伏器件,异质结表现了优秀的光伏性质,100mW/mm2紫外光入射,得到开路电压约2.7V,短路电流密度5×104 mA/cm2,得到了ZnO单根线光伏器件的最高输出功率1.1mW。变温光伏测试表明,开路电压随温度升高呈线性递减,随入射光功率增加而增加,并逐渐饱和。器件良好的紫外发光效应证明异质结的高品质。　　此外,我们证明,ZnO/GaN异质结作为自驱动的可见光盲的紫外探测器,该器件比以往的基于ZnO纳米线的紫外探测,响应速度大幅提升,恢复时间~219μs;作为纳米尺度电源, ZnO/GaN异质结,与 CdS纳米带,CdSe纳米线等纳米光探测器结合,可实现自驱动紫外激光和红光探测系统,并可以作为逻辑与门、紫外光多态逻辑门工作,对于实现全光逻辑电路,有一定意义。　　3.化学气相法在铜箔上生长的石墨烯通常要转移到例如SiO2/Si衬底上进行后续器件研究。在显微镜下微操作杆的帮助下,我们发展了一种聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/石墨烯微片的定点转移方法,获得了低掺杂的石墨烯器件。与传统转移方法对比证明,转移过程中的悬空烘烤,有助于减少水分子对石墨烯的掺杂效应;此外,傅里叶变换红外光谱表征,证明石墨烯转移过程中,有机分子会残留于石墨烯表面,且残余物非PMMA,而是主要成分是以亚甲基为主的长链分子。　　4.相比弱光,高功率相干激光光源对提高分子红外振动信号信噪比很有帮助。实验应用光学参量放大(OPO)和差频(DFG)两种中红外波段激光产生技术,获得了高功率(80mW)宽谱脉冲激光光源,结合石墨烯光栅,发展了高信噪比的快速红外光谱测量技术。利用石墨烯的优秀导电性以及门压可控的光吸收特性,我们尝试使用红外光谱,动态监测离子型表面活性剂在石墨烯表面的吸附过程。