随着光电子器件向低维度、多波段、集成化方向发展,多色光电探测器成为光学与电子信息领域中的研究热点。其中,紫外（UV）探测技术由于受干扰因素少,发展更加稳定成熟。作为第三代II-VI族直接带隙半导体材料的代表,氧化锌（ZnO）具有光学带隙宽（3.37 e V）、激子束缚能高、生长环境温度要求低、无毒无害等优点,是理想的紫外探测材料。同时通过掺杂Mg元素能够获得禁带宽度可调的Zn Mg O合金（3.37 e V-7.8 e V）,实现器件探测范围涵盖紫外多波段。本论文优化了ZnO/MgxZn1-xO异质结薄膜结构及质量,提高器件的紫外多色探测能力。同时为了使器件光响应范围不局限于紫外区域而向可见（Vis）-近红外（NIR）光区拓展,引入窄带隙p-CuxO半导体材料,使用复合型器件成功获取紫外-可见-近红外多个波段目标信息,从而提高太阳光谱利用率及光电探测精度和效率。论文主要研究工作如下:（1）从ZnO基薄膜带隙可调入手,制备了金属-半导体-金属（MSM）结构的MgxZn1-xO（0≤x≤1）薄膜紫外探测器,研究发现器件光响应随Mg掺杂含量的增加而向短波紫外方向移动。深入分析了ZnO紫外光电器件的内增益随外加偏压先升高后降低的现象。由于初始阶段空穴的捕获堆积,降低了金属-半导体间的势垒高度,同时抑制电荷复合,吸引更多外部电子输运导致器件内部较大的增益。当施加偏压足够大,电场足够强,空穴因此发生扫除效应而使内增益迅速降低。（2）从提高双层膜载流子浓度入手,构建Mg0.2Zn0.8O/ZnO可见盲光电探测器。设计系列宽度叉指电极,利用热电子发射理论,通过耗尽层宽度调控提升器件光电性能。进一步优化双层膜结构,基于O极性面薄膜的自发极化、压电极化效应与异质结界面势垒协同作用,对表面电荷进行约束和积聚,从而引入高浓度的二维电子气,使ZnO/Mg0.2Zn0.8O界面自发形成高载流子浓度(～1018 cm-3)。改变传统的提升薄膜器件性能的手段,使UVA/UVB双色紫外探测器件在较低偏压（5 V）下的外量子效率和探测率可分别高达14858%和1014 Jones,大幅度提高可见盲双色紫外光电器件探测弱信号的能力。（3）从拓宽紫外光区探测范围入手,调节Mg含量,构筑Mg0.51Zn0.49O/ZnO日盲-可见盲光电探测器。优化薄膜外延生长手段,研究发现Mg ZnO薄膜与ZnO缓冲层（30 min）刚好处于从三维接触转变为二维接触的临界状态,位错密度低,成核密度大,以此来减缓薄膜内应力,提高薄膜器件的光电探测能力。进一步改变溅射生长条件,制备出混相Mg ZnO薄膜,采用二维电子气器件的薄膜结构,充分利用立方和六方Mg ZnO薄膜的晶粒间界及带宽差,引入空穴陷阱,实现低暗电流,利用隧穿效应实现高光响应,将日盲区探测延伸到250 nm以内,实现双层膜同时探测UVA、UVB及UVC三波段,简化器件结构,拓宽紫外探测范围深度,提升应用价值。（4）从加速光生载流子分离,拓展器件探测范围至可见-近红外光区入手,引入窄带隙p-CuxO半导体材料,构建p-n异质结垂直结构光电器件。提高光吸收效率,充分利用结间内建电场,实现0外置电压下自供电的紫外-可见双色探测及低偏置电压下的紫外-可见-近红外多色探测。提高器件性能,缩短光响应时间,降低使用能耗,提高太阳光谱利用率和光电器件探测捕捉多波段信号的能力。无需制冷,促进了室温条件下金属氧化物在功能性器件中的直接应用,实现了单片集成式的多色探测。