近年来，二维材料由于其独特的电性能和机械性能而提供了一类新的潜在的实际应用。石墨烯或单层石墨由于其晶体结构和半金属电性能而引入了纳米器件制造的大时代[1-3]。由于能量和动量之间的线性关系，石墨烯的二维结构表现为无质量狄拉克费米子[1,4,5]。此外，石墨烯中的载流子通过相对论狄拉克方程描述，其显示零质量和106ms-1（接近光速）的有效速度。同时，最高占据分子轨道（HOMO）和最低未占据分子轨道（LUMO）之间的零能带隙为电荷载流子提供弹道传输，用于超快电子器件中的有效应用【34】。此外，为了诱导电子带隙，石墨烯片可以被定制为纳米带，其中能量间隙与带的宽度成反比【35】。这种石墨烯中能带结构的独特性质提供了与波长无关的不透明度【36】和热导率【36-2】，适用于光电子应用。

由于光谱带宽和超快的响应时间，石墨烯已被引入作为光电探测器的有前景的材料【37】。然而，由于石墨烯中的低光吸收，光响应度小于10-2AW-1【38】。石墨烯的低光响应性的主要原因之一是光生载流子在到达电极或任何p-n结之前的快速复合，这是光电检测器中的电子-空穴分离所必需的。现如今不同的方法如热电效应[19-21]或石墨烯等离子体技术已被用来提高石墨烯的光吸收。光电导增益的实现-每单个入射光子提供多个载流子的能力是超快石墨烯光电探测器的推荐解决方案之一，这使得石墨烯光电器件更加实用。

大表面积与高密度的状态，使石墨烯作为与无机纳米结构接口的基质有吸引力的选择【39】。由于石墨烯的原子厚度，其电导对通过接近表面的化学或物理经历的任何静电扰动非常敏感。考虑到纳米结构【40-1】和石墨烯【40-2】的这一优势，石墨烯与其他纳米结构的功能化可以形成一类新的应用。基于用纳米颗粒装饰的石墨烯基片的光检测器先前已被证明可行。

另一方面，氧化锆这个直接带隙为4.7eV的过渡金属元素氧化物已经受到了科学家们对各种类型的基板上的纳米级电子学的兴趣，由于大的表面电势，高载流子迁移率和稳定的高机械强度【41】，氧化锆是一个引人注目的半导体传感器应用。

将石墨烯与低电导率纳米晶复合可以显著改善其光吸收能力弱的特点。基于此理论，我们将前文提到的具有优越性能的氧化锆拿来复合到石墨烯层上形成二维结构制成光电探测器。石墨烯和氧化锆的异质结构的合成因为两种材料的二维性【42】而吸引了人们的兴趣，结合氧化锆和石墨烯的优异性能，在这项工作中被证明了可作为低成本、灵活、高效的光检测器，其中氧化锆用作光子吸收剂。在纳米颗粒表面的光激发的电子-空穴对作为光诱导门，扰乱在石墨烯通道通过静电耦合的载流子传输。基于石墨烯-氧化锆的异质结构的光电晶体管显示出了良好的光电特性以及光相应值【43】。