近几年,光探测器在国内外引起了广泛关注。相对于一维纳米结构的器件来说,基于二维薄膜结构的光探测器在性能上具有更好的稳定性。但是,薄膜中纳米晶粒的晶界对载流子具有散射作用,使得光探测器性能大打折扣。将拥有超高载流子迁移率的石墨烯与半导体薄膜结合形成异质结,制得的光探测器与纯薄膜光探测器相比在性能上有了很大的提升。更进一步地,通过缩短电极间沟道长度的方式降低光生电子-空穴对的复合率,使更多的载流子快速迁移,参与外电路的运输,带来更多的循环次数,也可以大幅度提高光探测器的性能。(1)利用光刻技术实现器件的图形化,将石墨烯与ZnSe薄膜结合制备出沟道长度为5μm的ZnSe薄膜/石墨烯异质结光探测器,通过测试发现该器件的响应度最高能达到3.1×10~6 A/W,光生电流最大21.2μA,这与纯ZnSe薄膜光探测器pA量级的光响应相比是一个巨大的提升,体现出石墨烯对器件性能质的改变。(2)提出一种工艺简单、成本低廉的方法,即利用ZnS纳米线做掩膜,在电极间构筑出纳米尺度的沟道,将此工艺运用在光探测器的制备上,构筑出沟道长度为70 nm的ZnSe薄膜/石墨烯异质结光探测器,其最大响应度达到了1.9×10~9 A/W,光生电流最大240μA,响应时间为50 ms左右。最后,为了验证沟道长度与光探测器性能的关系,在ZnS纳米线上蒸镀ZnS薄膜,得到不同直径的ZnS纳米线,最终又制备出沟道长度为185 nm和380 nm的ZnSe薄膜/石墨烯异质结光探测器作为对照组,将四种器件的光探测数据放在一起做比较,明显可以发现随着沟道长度的减小,光探测器的响应度、响应速率、探测率、外量子效率等参数全面提升。