石墨烯是一种零带隙半导体材料,具有超宽光谱吸收、超高的载流子迁移率等性能,使其在超快光电探测领域有很好的应用前景。然而,作为光电探测器的光敏材料,石墨烯有两个本征的不足,一是对光的吸收少,仅为2.3%,进而石墨烯基光电探测器的外量子效率很低;二是石墨烯光生激子寿命超短,即光生电子-空穴对产生后迅速复合,造成无法有效抽取进而形成光电流。因此,对石墨烯光电探测器的功能化是十分必要的,即在现有的基础上,对器件的光吸收率或激子寿命进行提升,进而提升石墨烯基探测器的光探测性能。本文采用硫化铅量子点层层旋涂法功能化石墨烯探测器,并制备成高响应度、宽光谱的光电探测器。首先研究了石墨烯的转移和机械剥离技术,将化学气相沉积法生长的铜基石墨烯转移至硅衬底并成功机械剥离出单层石墨烯。然后将转移的石墨烯和机械剥离石墨烯经过光刻、刻蚀等半导体工艺制备成场效应晶体管结构光电探测器,其中石墨烯为沟道材料。通过调变量子点外包覆的配体种类和旋涂层数,对器件进行功能化并测试器件光电性能,研究了配体和量子点的电荷转移机制。最后探索了石墨烯在成像领域的应用,制备了像元为128×1的线阵感光器件,使器件的像元间距和尺寸均符合目前实际的封装和流片测试要求,每个像元均为石墨烯-量子点复合光电探测器,并通过光电测试表征线阵器件的均匀性和稳定性较好。本文采用的量子点功能化石墨烯的方法操作简单,条件温和,在室温和大气中即可进行,并且可以大规模制备。采用该方法制备的光电探测器具有响应度较高、光谱响应范围宽、响应速度快等优点,证实功能化石墨烯光电探测器在光电成像领域有很大的应用潜力。