摘要
紫外光探测器诞生于20世纪50年代，是一种基于光电效应的电子器件，能够将紫外线辐射转化为电信号，从而实现对紫外线的探测。在实际应用中，传统紫外光探测器的功能和性能指标已无法满足应用场景的要求，在工业、医疗、无人驾驶基站以及环境监控等诸多方面，都对能够在恶劣环境下工作的紫外线探测器提出了极大的需求。因此，发展性能稳定、成本低廉和响应速度快的紫外探测器件具有重要意义。 ZnO具有宽带隙(带隙宽度为3.37eV)，是一种极具应用前景的光电探测器材料。但是，如何制备出具有优异性能的纳米复合材料光电探测器件仍然是一个需要深入研究的问题。为此，本论文拟以ZnO纳米材料作为突破口，将ZnO纳米材料与CdS和CuO半导体材料复合，构筑具有紫外探测功能的光电探测器。光电探测器和光催化都涉及到了光与物质的相互作用，以及光能在物质中的转换与利用。所以，本论文也对光催化性能进行了测试。 CdS与CuO都被视为重要的半导体材料。CdS的带隙宽度为2.4eV，这使其在光电转换、发光特性、电学属性以及催化应用等多个方面展现其独特的优势。然而，它也存在一定的毒性。因此，在CdS的生产、应用和回收各个环节中，都必须进行严格的监制和管理，以降低其对环境和人体健康的不良影响。CuO的带隙宽度介于1.2eV至1.9eV之间，由于CuO具有独特的电子特性、高比表面积和出色的催化性能，它在光电探测和催化等多个行业中都展示了巨大的应用前景。 1、在本研究中，通过水热法制备ZnONRAs，系统地研究不同反应温度和不同反应时间对ZnO生成的影响，获得了160℃10h最佳的反应条件。在0V偏压下，ZnO在365nm的光照下表现出良好的光电性能，当光照强度为3mW/cm2时，光响应度R为9.92mA/W，外部量子效率EQE为3.37%。同时，ZnO材料表现出良好的光催化活性，为之后研究ZnO/CdS和ZnO/CuO纳米复合材料的光催化提供了研究基础。 2、在本研究中，通过水热法，在ZnONRAs表面生长了CdSNPs，得到了ZnO/CdS纳米复合材料。在365nm紫外光照射下，在0V偏压下，当光照强度为3mW/cm2时，ZnO/CdS纳米复合材料紫外光探测器的Iphoto/Idark比为17.17，光响应度为33.35mA/W，外部量子效率为11.33%，响应速度上升时间为0.12s，下降时间为0.15s。ZnO/CdS纳米复合材料均表现出良好的光催化性能，且根据最终的实验结果得出RhB溶液浓度约降解为原溶液的38%。 3、在本研究中，通过水热法，在ZnONRAs表面生长了CuONPs，得到了ZnO/CuO纳米复合材料。在365nm紫外光照射下，在0V偏压下，当光照强度为3mW/cm2，ZnO/CuO纳米复合材料紫外光探测器的光响应度为37.58mA/W，外部量子效率为12.67%。ZnO/CuO纳米复合材料表现出良好的光催化活性，且根据最终的实验结果得出RhB溶液浓度约降解为原溶液的20%。
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