光电探测器作为将光学信息转换成电学信息的一种器件,在现代生活的各个领域都起到了举足轻重的作用。如紫外波段的光探测可用于天文观测和非视距通讯;数码摄影时代的开启则是建立在对可见光波段的探测基础上;国家安防、监察和现代军事等相关领域运用了对红外波段的光信号探测;而太赫兹波段的光探测则开辟了其在医学成像、食品检测和安防等领域的应用。纳米材料的出现为光电探测器向小型化和集成化发展提供了新的可能性,特别是碳基纳米材料（如碳纳米管和石墨烯）因其具有极其优越的光电热等性能被公认为最有发展潜能的下一代光电子材料。纵观碳基纳米材料光电探测器,其中一部分是仅利用碳基纳米材料本身突出的光电性能,而另一部分则是将碳基纳米材料与其它材料结合从而发挥共同优势来制备成复合型光电器件。这些光电探测器件种类繁多,性能各异,但是它们普遍存在一个突出的问题就是难以将超宽带、高性能、高灵敏度等优点集于一身,因此制备出能满足各项性能要求的探测器还有很长一段路要走。本论文工作基于低维碳纳米材料（如碳纳米管、石墨烯以及石墨烯的衍生物还原氧化石墨烯）在光电探测领域的优势,并将其与超离子导体膜、金属膜进行复合,以拓宽探测波段、提高探测性能和提升探测灵敏度为目标,分别制备了“非对称金属/悬空碳纳米管薄膜”复合纳米结构、“Rb Ag4I5/悬空单层石墨烯”复合纳米结构和“非对称金属/悬空还原氧化石墨烯薄膜”复合纳米结构,并系统地研究了这三种结构在光电探测方面的性能以及实现这些性能的物理机制。其中“Rb Ag4I5/悬空单层石墨烯”复合纳米结构利用超离子导体中的银离子对石墨烯中电子的调控作用,实现了从紫外到红外波段的光电响应,“非对称金属/悬空碳纳米管薄膜”和“非对称金属/悬空还原氧化石墨烯薄膜”复合纳米结构则利用光热电效应均实现了紫外-可见-红外-太赫兹波段的超宽带自供电光电响应,同时这三种结构在响应性能方面较前期同类型结构均有数量级的提升。此外我们还分别对这三种结构的光电探测响应机理进行了探究,为后续优化结构提升性能奠定了研究基础。综上所述,本论文设计并成功制备了三种新型碳基低维纳米复合结构光电器件,它们在拓宽探测波段、提高探测性能和提升探测灵敏度等方面取得了一定的成果并具有相当大的应用潜能,为碳基复合纳米材料光电探测器的进一步发展提供了有意义的参考。