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光电探测是获取光信息的重要手段,在武器装备、安全防护、信息通讯、医疗诊断以及家庭娱乐等领域都有重要应用。然而,现有的商用光电探测器大多采用无机半导体作为探测靶面,硅基电路读出信号;因为制备温度高,探测靶面与读出电路焊接工艺复杂而无法应用在柔性电子器件中。近年来,采用低维纳米材料在柔性基底上制备大规模光电探测阵列成为研究热点。低维纳米材料,如零维的量子点,一维的纳米线和二维的石墨烯等;以其高光电转换效率,高频响应等优点,表现出替代传统光电转换靶面的潜力;此外,光电晶体管因其栅调制放大特性,用于替代传统的光电二极管结构。然而,由于界面缺陷以及能带结构不匹配,束缚了低维纳米材料光电晶体管光响应度的提升和探测噪声的降低。本论文围绕基于低维纳米材料的光电晶体管,针对影响光电晶体管性能的关键因素,通过修饰材料间界面特性和能带结构提高光电晶体管的光电转换效率、光电响应度、光敏感度等光电性能;通过打印光电探测电路降低探测噪声,输出光电信号。具体的研究成果如下:1.将具有光局域效应的氧化锌（ZnO）纳米线,与氧化锌基薄膜晶体管结合,构成紫外光电晶体管。通过对氧化锌纳米线/氧化锌基薄膜复合沟道的激光退火,提高了氧化锌基薄膜的结晶性能,并改进了氧化锌纳米线与薄膜之间界面特性,有效提升光灵敏度（sensitivity）,光响应度（responsivity）与探测度（detectivity）。研究结果表明,在高能量密度激光退火后（350 mJ/cm2）,由于薄膜晶粒尺寸增加、纳米线与薄膜界面缺陷密度降低;较未退火器件,光电流信号提升了一个量级。并且该紫外光电晶体管（探测波长280 nm）的光响应度高达1.9×105/(2,外量子效率为8.7×107%,光灵敏度9.5×105以及光电探测率8.12×10169)0)。该工作发表于Materials Letters上。2.提出采用氧化还原石墨烯（RGO）碎片,调节硒化镉（CdSe）量子点与氧化锌（ZnO）纳米线间的能级匹配性能,提高光生载流子向晶体管沟道的注入效率,从而增大异质结光电晶体管的光电响应度。研究发现,由于RGO在制备的过程中容易形成多层石墨烯结构以及缺陷,致使RGO碎片在石墨烯的本征能级之外还有连续的缺陷能级。CdSe量子点在入射光照射下产生的光生载流子受内嵌电场的作用,利用石墨烯碎片连续缺陷能级,高效的转移至晶体管沟道。由于CdSe量子点的吸收峰在580 nm处,光电晶体管在紫外至可见光波段都表现出了较高的光电响应度。入射光波长为215 nm时,光响应度高达105 A/W;入射光波长为580 nm时,光响应度高达2000 A/W。相比于未添加石墨烯碎片的光电晶体管,在可见光波段响应度增幅达100倍。该工作发表于Nano-Micro Letters上。3.针对量子点光电晶体管信噪比较低的问题,提出采用光电晶体管构成的反相器电路提高探测信噪比;优化了喷墨打印工艺,制备了基于PbS量子点的近红外探测反相器,提高光电探测性能。研究发现,通过调整打印晶体管退火工艺,分析了晶粒尺寸、粗糙度与缺陷密度的关联,提高了打印晶体管的电学特性。通过打印基于光电晶体管的反相器电路,光生电压可达2.1 V,且光电响应度高达1.4×106 V/W,信噪比提高至52 dB。部分工作发表于Colloid and Polymer Science和Solid-State Electronics上。