ZnO是一种理化性质非常稳定的宽带隙半导体材料,在紫外探测领域具有广泛应用前景。然而,基于ZnO材料的紫外探测器仍存在器件响应速度慢、灵敏度低、信噪比小以及制备工艺繁琐等不足。本文以制备不同微结构的ZnO材料为基础,系统研究材料性质和器件结构等多种因素对该类紫外探测器的性能影响及作用机制,为优化该类探测器的响应性能提供理论和实验支持。论文主要取得以下研究成果:1.ZnO薄膜型紫外探测器的制作及性能研究论文基于溶胶-凝胶法(Sol-Gel)在石英基片上制备了ZnO薄膜,研究该薄膜在不同退火温度下(400°C、500°C和600°C)的晶体结构、表面形貌、光学性质以及紫外响应性能。结果表明,当退火温度为600°C时探测器具有最佳的响应性能,3 V偏压和365 nm紫外光照射下,器件的响应时间和恢复时间分别为4.172 s和11.012 s且探测率、信噪比以及灵敏度分别为3.9×10~9 Jones,31.6 dB和38.03。在此基础上,论文采用浸渍提拉法制备ZnO薄膜,研究提拉速度对紫外探测器响应性能的影响。为了降低器件暗电流,提高信噪比,在前驱体溶液中加入少量硝酸锰溶液(Mn/Zn为2.5 at.%)。结果显示,3 V偏压且365 nm紫外光照射下,40mm/s所制备的器件显示出最佳的响应性能,响应时间和恢复时间分别为1.871 s和3.309 s。同时,该条件下所制备的探测器,其探测率、信噪比以及响应灵敏度分别为1.7×10~100 Jones,47.31 dB和232。表明通过改变制备工艺能有效提高器件的响应性能。2.ZnO纳米棒阵列紫外探测器的制备及性能调控采用化学水浴法在衬底上生长ZnO纳米棒并制作出ZnO纳米棒紫外探测器。本文系统研究了溶胶-凝胶法制备ZnO籽晶层过程中前驱体浓度对ZnO纳米棒紫外探测器响应性能的影响。结果表明,前驱体浓度为0.5 mol/L时,所生长的ZnO纳米棒(水热条件:水热温度90°C,保温3小时)具有最高的晶体质量和最大的长径比,达14.69,远高于目前所知的大部分研究者报道的结果。紫外光谱响应表明器件在360 nm~380 nm范围内显示出较高的响应度,同时,0.5 mol/L条件下所制备的ZnO纳米棒紫外探测器在3 V偏压和370 nm紫外光照射下,器件的响应灵敏度和信噪比达到2348和67 dB,且响应时间和恢复时间分别为0.993 s和2.036 s。相比于ZnO薄膜,基于ZnO纳米棒结构的探测器显示出更快的响应速度、更高的响应灵敏度以及更大的信噪比。