Ultrasonically Assisted Fabrication of Graphene/ZnO Nanocomposites with Accelerated Ultraviolet Photoresponse

Abstract

Осадження графенових нанопластинок за допомогою ультразвуку на поверхню нанострижнів ZnO з розчину графен-тетрагідрофурану дозволяє збільшити величину фотоструму в ZnO, освітленому світлом з довжиною хвилі 275 нм, і прискорити перехідні процеси фотоструму при імпульсному освітленні. Для опису спостережуваного явища запропоновано спрощену модель, засновану на формуванні межі поділу графен/ZnO. Отримані дані пояснюються посиленою інжєкцією фотогенерованих електронів у графенові нанопластинки, що супроводжується значно зниженою концентрацією атомів кисню, адсорбованих на поверхні нанострижнів ZnO. Результат може бути використаний для виготовлення швидких УФ фотодетекторів на основі ZnO.

This study focuses on ultrasonically assisted fabrication of the graphene/ZnO interface by placing ZnO nanorods into a graphene-tetrahydrofuran solution. This technique increases the magnitude of the photocurrent in ZnO illuminated by a 275 nm light and accelerates the photocurrent transient. A simplified model based on the charge transfer at the graphene/ZnO interface is proposed to describe the observed phenomenon. It is interpreted as a result of an enhanced injection of photogenerated electrons into graphene nanosheets accompanied by a significantly reduced concentration of oxygen atoms adsorbed on the surface of ZnO nanorods. This approach can be used to manufacture fast ultraviolet ZnObased photodetectors.