本文的研究论文题为《cdse量子点修饰zno微米线快速响应的紫外光电探测器》，作者包括孙立奇、王登魁、房丹、方铉、张振中、杨丹、楚学影、李超群、魏志鹏等，分别来自长春理工大学高功率半导体激光器国家重点实验室、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光与应用国家重点实验室，以及长春理工大学物理学院。本研究发表于《中国激光》第49卷第13期（2022年7月）。
锌氧化物（zinc oxide，zno），因其优异的光电性能，近年来在紫外光电探测领域引起了研究者的广泛关注。zno是一种具有宽带隙、高电子迁移率和低维材料特性的半导体，其微米线因其体积小、带隙直接、光生载流子分离能力强而成为制备紫外光探测器的重要选择。
然而，zno的性能受限于其表面的悬挂键和表面态缺陷（surface state defects）。这些缺陷作为电荷陷阱，会捕获光生载流子，从而导致光电探测器持续光电导效应（persistent photoconductivity）的发生，降低响应速度和响应度。为了解决这一瓶颈问题，量子点（quantum dots, QDs）因其独特的光电特性被广泛研究。本文采用cdse量子点来修饰zno微米线，以期通过形成异质结结构，提升紫外光电探测器的性能。
研究目标为：通过将cdse量子点修饰在zno微米线上，利用其钝化表面态、加速光生电子空穴对分离以及提升光吸收能力等特性，大幅度提高zno光电探测器的响应速度和响应度。
本研究主要包含以下三个主要环节，分别是材料的制备、表征以及光电性能测试。
zno微米线的制备
采用化学气相沉积（chemical vapor deposition, CVD）法制备zno微米线。在装置内将zno粉末与石墨粉研磨，并铺设砷化镓种晶衬底，以1050℃烧结生成微米线材料，同时通入氩气（120 ml/min）和氧气（2 ml/min）作为载气。在这种条件下，zno微米线呈现六方闪锌矿结构，并具有表面缺陷导致的光学吸收特性。
cdse量子点的制备
采用热注入法（hot-injection）制备cdse量子点。通过加入溶剂和热反应调控粒径，使其在吸收光谱和发光光谱中展现一致的量子化效应。这些量子点平均尺寸约为11.5 nm，可均匀分布并紧密附着在zno微米线上，形成稳定的异质结。
为研究cdse量子点与zno微米线界面的稳定性及性能提升机理，对材料进行了600℃、30分钟的退火处理。结果显示，退火后的材料光电流随着温度的升高而显著增大，响应速度也显著提高。这是因为退火减少了表面态对光生载流子的束缚，并增强了cdse量子点的光学和电学特性。
cdse量子点修饰zno微米线后显著提高了紫外光电探测器的响应性能：
cdse量子点通过形成ii型能带结构（type-II band structure）和内建电场，有效加速了光生载流子的分离，实现了快速响应。
表面态钝化作用减少了zno表面吸附氧对载流子的影响，从而提高了探测器的光电稳定性。
本文通过制备和研究cdse量子点修饰的zno微米线紫外光电探测器，提供了一种有效提升光电响应性能的方法： 1. ii型能带结构和内建电场的作用显著加快了光生电子空穴对的分离； 2. cdse量子点的表面钝化作用显著减少了zno表面态的束缚作用； 3. 热退火进一步增强了功能界面的稳定性和性能。
研究成果表明，cdse量子点修饰zno微米线为制备高性能、快速响应的紫外光电探测器提供了可行路径，可广泛应用于光学成像、辐射监测及火焰探测等领域。
本研究不仅为紫外光电探测器提供了创新性材料设计方法，也为低维材料在光电器件中的应用探索了新的方向，在科学研究和产业化应用中都具有重要意义。