光电探测器在导弹预警,空间探测,环境监测,火焰探测等诸多领域具有广阔的应用前景。氧化锌（ZnO）具有较低缺陷密度、较高饱和载流子迁移率和较大禁带宽度（3.37 e V）等独特优势,被认为是在光电探测器应用中极有前景的候选材料之一。ZnO纳米结构由于拥有比表面积大、表面活性高的特点以及量子尺寸效应,能制备出性能优异光电探测器。但是要实现高灵敏度、高探测率、高响应度的探测器还需要解决以下几个关键问题:薄膜缺陷问题,光吸收效率问题,以及器件设计单一化等问题。因此,本文从ZnO纳米材料和薄膜复合光电探测器的设计及性能调控等方面开展研究,进而探索解决这些关键问题和技术瓶颈,主要的研究内容如下:（1）从增加光吸收面积角度出发,成功地制备了横向生长ZnO纳米材料/薄膜光电探测器。通过合成具有大比表面积的横向纳米材料,形成了导电通道,极大程度钝化了半导体表面的缺陷,改善了探测器光功能层的形貌,增加大量光子吸收位点,提高探测器的吸收效率,实现了探测器的性能优化。同时,通过改变耗尽层宽度,增强了有效电场强度,平衡了耗尽层与纳米材料表面态的两个作用因素,加快了光生电子空穴对的分离速率,使得探测器的响应度信号强度提高了近10倍。（2）从构建陷光结构,提高探测器光吸收效率角度出发,在ZnO薄膜上垂直生长了ZnO纳米蜂窝层和ZnO纳米线,制作了具有陷光结构的光电探测器。ZnO纳米蜂窝层具有较大的界面态密度,增加了自由载流子浓度,同时表面凹坑结构能有效地提高薄膜表面的光反射,有利于光的捕获和吸收。ZnO纳米线阵列具有各向异性,入射光在其开放的内部以不同的角度进行反射,折射及散射,提高了探测器的光捕获效率。同时,调控光的有效路径长度,延长光在探测器吸收层中的光程,减少入射光的损失,增加紫外光的吸收率,使探测器的响应度提高了102数量级。通过构建具有光肼结构的探测器,从而减少了光损失,为实现高效率、低成本的光电器件提供了一条可行的途径。（3）从优化光功能层结构角度出发,将具有陷光结构的纳米线阵列与异质结构薄膜层相结合,改变了传统的单层纳米器件结构。制备出异质双层结构的ZnO纳米线/ZnO/Mg0.2Zn0.8O及ZnO纳米线/ZnO/NiO紫外光电探测器。Mg0.2Zn0.8O薄膜层和ZnO薄膜的晶格匹配度高,减小了薄膜生长中的残余应力,改善了半导体光激发性能。ZnO/Mg0.2Zn0.8O异质结形成的剩余空穴,抑制了电荷的重组,吸引更多的外部电子,增加了载流子浓度。NiO层的引入使得探测器中形成pn结,在pn结中内建电场的作用下,使得耗尽区内复合率很低,载流子寿命增加,自由载流子密度增加。ZnO纳米线/ZnO/NiO紫外光电探测器在无外加电压的情况下对紫外光具有响应,实现了微型化自供电探测器。异质纳米线阵列复合探测器综合异质结构和陷光效应双重作用,使探测器的响应度强度提高了102数量级,具有更高的灵敏度及更大的探测率。