一种LED/ZnO纳米线阵列集成的光电晶体管芯片及其制备方法，该器件通过在UVA波段LED上生长垂直ZnO纳米线阵列，顶端通过石墨烯作为电流扩展层来制作电极。其中LED的N电极作为晶体管栅极，ZnO纳米线阵列一端作为源极，LED的P电极即LED与ZnO异质结界面作为漏极，通过栅极电压大小调节LED发光功率，进一步调控ZnO纳米线阵列的光电导大小。本发明利用ZnO纳米线阵列对近紫外光优良的光敏特性，使LED与ZnO纳米线阵列进行集成，实现了GaN基的光电互联，从而获得了光电集成晶体管芯片。