[发明专利]氧化锌/还原氧化石墨烯复合纳米材料及其制备方法以及紫外光探测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化锌/还原氧化石墨烯复合纳米材料及其制备方法，以及一种紫外光探测器。 

背景技术

氧化锌（ZnO）是一种重要的半导体金属氧化物，具有许多突出的优点，如：室温下具有较宽的能带间隙，较高的激子结合能以及易于制备等。近期，由于ZnO纳米材料响应快速以及开关比高的特点使其在紫外传感器领域的应用方面表现出了巨大的潜力。 

目前，一维纳米线、纳米棒、纳米球、纳米片、纳米花、四角锥等各种形貌的高级ZnO纳米结构已在紫外传感器的制备中有所应用。但一方面，由于这些纳米结构形貌复杂，利用现有的光刻及电子束曝光工艺制作器件，费用昂贵，而且产量不高；另一方面，由于他们多为分立的单个微小结构，接触电阻大，且导致电性能差；另外，其还存在开关比低、暗电流大的缺陷，这些缺陷都制约了其在紫外光探测领域中的应用。 

因此，亟需开发一种成本低、接触电阻小、导电性能好、开关比高、暗电流小的ZnO纳米材料，以提高其在紫外探测器中的应用。 

发明内容

本发明的目的是为了克服现有ZnO纳米材料成本高、接触电阻大、导电性能差、开关比低以及暗电流大的缺点，提供一种成本低、接触电阻小、导电性能好、开关比高以及暗电流小的氧化锌/还原氧化石墨烯复合纳米材料 及其制备方法，以及一种紫外光探测器。 

本发明的发明人发现，石墨烯材料具有很高的光透过率，其紫外及可见光的透过率可高达97.7%；并且石墨烯材料具有极高的电子电导。这两大特征使其具备了在辅助提高ZnO紫外传感性能方面的应用潜质。本发明的发明人基于石墨烯的以上特性，将其与氧化锌（ZnO）组成氧化锌/还原氧化石墨烯（ZnO/RGO）复合纳米材料，并将该复合纳米材料应用在紫外光探测器中，意外的发现，其不但不会影响ZnO对紫外光的吸收；还可有效地减少光生载流子的复合，从而实现了接触电阻小、导电性能好、开关比高、同时保证暗电流小的目的。此外，由于本发明提供的紫外光探测器结构简单，因此成本较低廉。 

基于以上发现，本发明提供了一种氧化锌/还原氧化石墨烯复合纳米材料的制备方法，该方法包括：在还原剂的存在下，使氧化石墨烯和氧化锌颗粒发生还原反应。 

第二方面，提供了由本发明提供的方法制备的氧化锌/还原氧化石墨烯复合纳米材料。

第三方面，本发明提供了一种紫外光探测器，该紫外光探测器包括检测部件和电源，所述检测部件包括基底、复合纳米材料层和两个导电胶层，所述复合纳米材料层和所述导电胶层形成于所述基底上，两个导电胶层分别位于所述复合纳米材料层的两侧，并与所述复合纳米材料层的两侧接触；所述电源的正极和负极分别与所述两个导电胶层电连接，其中，所述复合纳米材料层为本发明提供的氧化锌/还原氧化石墨烯复合纳米材料。 

通过上述技术方案，将本发明提供的氧化锌/还原氧化石墨烯复合纳米材料应用到紫外光探测器上，实现了成本低、接触电阻小、导电性能好、开关比高以及暗电流小的目的，有效地提高了紫外光探测器的性能。 

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中： 

图1为紫外光探测器的制备流程示意图。 

图2为合成的不同重量比的ZnO/RGO复合纳米材料结构扫描电镜图像：图2（a）为0重量%的RGO/ZnO；图2（b）为0.1重量%的RGO/ZnO；图2（c）为2重量%的RGO/ZnO；图2（d）为10重量%的RGO/ZnO。 

图3为绣球状ZnO颗粒和10重量%的RGO/ZnO复合纳米材料的光电子能谱谱图。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。 

本发明提供了一种氧化锌/还原氧化石墨烯复合纳米材料的制备方法，该方法包括：在还原剂的存在下，使氧化石墨烯和氧化锌颗粒发生还原反应。 

根据本发明，所述氧化石墨烯的来源没有特别的限制，可以通过商购获得，也可以根据现有的方法制备得到，例如，氧化石墨烯可以根据Preparation of Graphitic Oxide（William S.Hummers,and Richard E.Offeman;J.Am.Chem.Soc.1958,80,1339）中报道的方法进行合成。