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光电探测器不管是在军事还是民用领域都有着广泛的应用,在军事领域用来制导、夜视成像和遥感监测,民用领域被用作烟雾报警、健康医疗以及安防等。石墨烯墙是一种具有优异光学和电学性能的三维碳材料,并且能够大面积、低成本的制备,这些特性使得石墨烯墙在光电探测领域具有广阔的应用前景及市场潜力。本论文系统地针对石墨烯墙光电性能以及基于石墨烯墙的光电导型探测器进行了研究。具体的研究内容包括以下几个方面:1.石墨烯墙的生长与表征。利用成熟的射频等离子体增强化学气相沉积（RF-PECVD）方法通过控制不同的气体比例、生长温度和生长时间在硅和铜箔基底上合成了不同高度的石墨烯墙。并且,使用一系列的表征测试仪器包括SEM、AFM、拉曼光谱仪、红外光谱仪等对石墨烯墙的表面形貌、结构、光学性能等进行了表征。2.石墨烯墙的转移工艺。采用与石墨烯类似的转移方法将石墨烯墙从铜箔转移到其它基底,包括硅、PDMS和PET。由于石墨烯墙比石墨烯更加牢固,转移过程中无需旋涂PMMA保护,另外选用了较温和的过硫酸铵刻蚀液来刻蚀铜箔。为了方便转移,通过氧等离子体（或者紫外臭氧）对基底进行了亲水性处理。3.高分子柔性基底与石墨烯墙复合器件的制备研究。石墨烯墙与三种具有不同热膨胀系数（CTE）的基底（硅、PET、PDMS）复合后,器件具有不同的电阻温度系数（TCR）。对于PDMS/GNWSs器件,由于PDMS较高的热膨胀系数以及石墨烯墙超高的红外吸光率,最后测得器件的TCR最高能够达到180%/K。当人体作为红外辐射源的时候,器件探测到的最大电流变化率为16%。同时器件对波长980nm的红外激光和红外灯也有不错的响应,响应率和比探测率分别为1.15mA/W和1.07×108 cmHz1/2W-1,好于传统碳纳米管材料的光电探测器。在柔性性能方面,将器件多次弯曲,重复1000次,器件性能仍没有明显变化,这说明高强度的弯曲没有对该器件造成损坏,这在实际应用中有十分重要的意义。而对于PET/GNWSs器件,能够对多个波段红外光响应,测试得到的最长响应波长为1750nm,同时器件也具备较好的柔性性能,此前,很少有工作涉及到利用石墨烯墙作为红外探测器的敏感材料,这项工作表明,石墨烯墙有应用在红外探测领域的潜力。4.硅/石墨烯墙复合的光电导器件的制备研究。通过将不同掺杂类型硅（本征硅、p硅和n硅）与石墨烯墙复合,得到Si/GNWSs肖特基势垒器件,测试了不同石墨烯墙厚度以及不同沟道尺寸下的光电响应。为了得到沟道更窄的石墨烯墙,重点研究了石墨烯墙的图形化工艺,利用半导体光刻与刻蚀工艺得到了目标尺寸,并初步测得不同尺寸窄沟道的响应。另外,通过在硅的背面施加栅极电压对硅/石墨烯墙势垒进行调控进而调控载流子,使得器件的增益得到显著的增加,同时响应率也有一个很大的提升。