GaN基紫外光电探测器广泛应用于空气净化、火灾监测、通信及成像等众多领域,因此大量研究致力于制备高效的紫外光电探测器。迄今为止,研究者们已经设计并制备了多种用于探测紫外光的光电探测器结构。其中,基于金属-半导体-金属（Metal-Semiconductor-Metal,MSM）结构的GaN基紫外光电探测器也逐步实现商业化。然而对于GaN基紫外光电探测器,载流子输运效率低是限制探测器光电流和响应度进一步提升的一个重要因素。这种结构的探测器在零偏压情况下无法工作,限制了其在自动控制和光传感等领域的应用。针对上述问题,本文对GaN基MSM紫外光电探测器提出了新的设计,该设计能够实现自驱动特性,即使在无偏压情况下也能探测到紫外光。具体的研究工作内容如下:首先,本文提出并制备了一种基于极化效应的自驱动GaN基MSM光电探测器结构。该结构在其中一侧的电极和GaN吸收层之间插入AlGaN层,并使用AlGaN/GaN的异质结模拟金属肖特基结,另一侧的肖特基电极仍然制备在GaN层上。该方法使用了AlGaN/GaN界面处的极化效应,进而调节GaN基MSM光电探测器两端金属电极的能带势垒差。结果表明该设计能够在两个电极间产生能带弯曲,进而在GaN光吸收区域产生强电场。这使得器件能够在零偏压的情况下工作,从而实现自驱动模式,这一点可以从器件非对称的电流-电压特性中观察得到。此外,由于GaN层中电场强度的增加,该设计可以得到3 V下13.56 A/W的峰值响应度,是传统GaN基MSM光电探测器响应度的173倍。其次,本文还进一步研究了AlGaN层极化率、Al组分以及厚度对器件光电特性的影响。研究表明,当AlGaN层的极化率从10%增长到100%时,器件的光吸收区域获得更强的电场,从而提高载流子的输运能力。另外,本文发现器件拥有较低Al组分的AlGaN层可以获得更高的光电流和响应度,这源于AlGaN/GaN界面处较低的势垒高度。本文也发现,当AlGaN层的Al组分低至0.10时,厚度对器件性能不会造成较大影响;而当AlGaN层的Al组分增加到0.25时,器件的光电性能会随着厚度的增加而减弱。这是因为厚度的变化会影响器件光吸收区域的电场分布。因此,AlGaN层应适当减薄,使得在AlGaN层的Al组分增加时,不会减弱载流子在AlGaN/GaN界面处的传输。本文为制备高效的GaN基MSM光电探测器提供了一种优化的解决方案。