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光电探测器作为人类探索世界感知世界的“千里眼”,在军事和民用领域都有着极为重要的作用和广泛的应用,例如导弹告警、火灾探测、医疗卫生和能源探测等方面。β-Ga2O3材料是一种直接带隙的III-VI族宽带隙氧化物半导体,超宽的禁带宽度约为4.9e V。这给β-Ga2O3材料带来了高达8 MV/cm的击穿场强、比Ga N材料大4倍的巴利加优值和优异的日盲紫外波段响应特性,同时还具有非常优秀的热稳定性和抗辐射能力。这些特点让β-Ga2O3材料近些年在日盲紫外探测领域和高压高功率电力电子领域中异军突起,成为新型宽禁带半导体材料中的研究热点,被认为是宽禁带半导体未来的四大发展方向之一。因此,基于β-Ga2O3材料的光电探测器及其相关器件的研究探索就显得尤为重要。本论文主要基于垂直型β-Ga2O3纳米线阵列和β-Ga2O3薄膜构筑了β-Ga2O3基异质结型紫外光电探测器及相关器件,具体的研究内容如下:（1）探索了热氧化法制备垂直型β-Ga2O3纳米线阵列的条件窗口,首次实现了垂直β-Ga2O3纳米线阵列的制备,并构筑了石墨烯/垂直β-Ga2O3纳米线阵列异质结日盲紫外探测器。通过设置氧化温度梯度和氧化时间梯度,来得出制备垂直型β-Ga2O3纳米线阵列的最佳条件窗口。结合具有优异光学和电学特性的石墨烯,作为透明导电薄膜,与β-Ga2O3构成石墨烯/β-Ga2O3纳米线异质结,实现了高性能的石墨烯/垂直型β-Ga2O3纳米线日盲紫外探测器,并通过能带结构诠释了异质结的工作原理。测试结果表明,探测器在258 nm波长处有强响应峰,光响应度达到185 m A/W,258 nm处的光响应度和365nm处的光响应度比值达到3×10~4,表现出优异的光响应能力和抗噪声能力,同时分别为9 ms和8 ms的上升时间和下降时间说明探测器具有优异的响应速度和周期性。（2）通过控制热氧化进程制备了垂直型β-Ga2O3/Ga N复合纳米线阵列,提出Ga N纳米线的热氧化模型,实现了垂直型β-Ga2O3/Ga N复合纳米线阵列高性能宽波段紫外探测。针对Ga N纳米线的氧化过程,提出合理的氧化模型来分析Ga N纳米线从完美单晶到“多晶状”结构β-Ga2O3/Ga N复合纳米线这一转变过程的内部机理,通过改变热氧化过程中的氧化气氛和氧化时间控制Ga N纳米线的氧化进程,首次实现垂直型β-Ga2O3/Ga N复合纳米线阵列及其相关探测器的制备。利用β-Ga2O3/Ga N异质结中低的导带势垒和高的价带势垒产生大的光生增益,使得探测器在278 nm到366 nm紫外波段内光响应度超过550 A/W和光探测率超过3.34×1013 cm·Hz1/2·W-1,实现了具有优异性能的宽波段紫外探测器。（3）对AlGaN纳米线热氧化机理和其氧化后纳米线深紫外探测性能进行了研究。通过设置一系列温度梯度和时间梯度实验来探究Al Ga N纳米线实际氧化过程发生的转变机理,提出Al Ga N纳米线的氧化模型,制备得到垂直型Al Ga ON纳米线阵列,结合石墨烯构成异质结型深紫外探测器。对比氧化前后的纳米线探测器发现,氧化前的Al Ga N纳米线紫外探测器在276 nm波长处有响应峰,响应度为253 m A/W,而在700℃氧化1 h后,Al Ga N纳米线转换为Al Ga ON纳米线,纳米线由于O组分的加入导致禁带宽度变大,此时Al Ga ON纳米线紫外探测器的响应峰往紫外方向偏移,移动到了242 nm处,并且响应度达到了726 m A/W,成功实现了低于250 nm波长的深紫外探测。（4）提出并构建了基于黑磷/β-Ga2O3异质结的日盲紫外红外双色探测器。对传统二维材料定向转移技术做出了改进,将尺寸在百微米量级的大面积黑磷薄膜定向转移到β-Ga2O3材料表面的有源区中,首次制备了黑磷/β-Ga2O3异质结日盲紫外红外双色探测器,实现了分别在238 nm和1015 nm波段处的日盲紫外和红外探测,光响应度分别为88.5 m A/W和1.24 m A/W,同时针对黑磷/β-Ga2O3异质结的能带结构,对其在不同偏压和光照条件下的工作机制进行了研究探索。（5）提出一种针对β-Ga2O3材料的无刻蚀损伤的新型刻蚀技术——β-Ga2O3自反应刻蚀,并对其刻蚀效果和可行性进行探索。结合自反应刻蚀的机理,通过调节分子束外延中Ga源束流大小探索最佳的β-Ga2O3薄膜的自反应刻蚀条件窗口,实现了0.07?/s的刻蚀速度。并通过对比不同刻蚀方法处理的MOSCAPs器件,定量的对比传统等离子体刻蚀与自反刻蚀的刻蚀界面优劣。结果表明使用自反应刻蚀的β-Ga2O3器件界面态密度Dit比等离子体刻蚀的器件整体减小一个数量级,达到1012 cm-2。同时自反应刻蚀修复后的界面形貌比湿法修复后好,保持着清晰的原子台阶形貌,粗糙度约为0.263 nm。另外,为了验证β-Ga2O3材料自反应刻蚀技术在电力电子器件领域的实际可行性,本文利用自反应刻蚀方法制备了沟槽型β-Ga2O3肖特基二极管器件,器件在正向偏压为3 V时,电流密度达到1620 A/cm~2,开关比达到了1010。