作为一种新型的异质结,范德华异质结由两种及以上二维材料构筑而成,层间由范德华力结合。通过选择合适的二维材料以及优化界面处能带排列,范德华异质结器件呈现出新颖的物理特性,在电子与光电器件领域具有很好的应用前景。基于二维材料的高性能红外探测器在民用与航天领域具有非常重要的应用前景。近年来,二维材料红外探测器主要集中于窄带隙半导体,如黑磷、AsP等,并取得了较大进展。但是,考虑到黑磷、AsP的不稳定性,其在红外探测器方面的应用受到限制。GeAs是一种新型的p型二维窄带隙半导体（0.6 eV）,其具有优异的化学稳定性、较高的载流子迁移率,且对红外光有着很快地响应,使得其红外探测器领域具有潜在的应用。但是,由于GeAs暗电流较高,导致其近红外探测器性能指标,如比检测率,相对较低。本文通过构筑基于GeAs的范德华异质结器件来降低其暗电流,进一步提高其红外光探测性能。本文研究了基于新型二维窄带隙半导体GeAs异质结器件的电学与光电性质。首先,构筑了GeAs、MoS₂、F₁₆CuPc场效应晶体管器件,并测量了器件性能,GeAs载流子迁移率可达18cm²V^-1s^-1;MoS₂开关比为10⁶;F₁₆CuPc场效应晶体管器件载流子迁移率、开关比分别为0.52cm²V^-1s^-1、10⁶。通过光电测量发现,GeAs对850nm、1100nm、1550nm波长的光均有一定的响应,其中对850nm波长光响应系数R及比检测能力D*分别可达37A/W、7×10¹⁰Jones。构筑了GeAs-MoS₂无机-无机异质结器件,通过测量暗场下器件的电学性质发现器件具有明显的整流特性,且栅极电场能够显著调制异质结器件的整流比,最大整流比为50。通过测量异质结器件的转移曲线发现,器件开关比最高可达107;根据其输出曲线可知,相比于GeAs(V_g=-60V及V_ds=0.1V时,I_ds为20μA),GeAs-MoS₂异质结在暗态下的电流显著降低,(V_g=40V及V_ds=3V时,I_ds为0.9μA)通过光电器件测量发现,GeAs/MoS₂异质结器件在可见光及近红外区域均具有响应,在650nm及1550nm光照下光响应系数R及比检测能力D*分别为50A/W和3.5×10¹²Jones,110A/W和8×10¹²Jones。通过测量不同栅极电场下的光电特性发现,光响应系数以及比检测能力随着栅极电压的增大而增大,这是由于在栅极电压为正向的条件下,随着栅极电压的增大,导带以及价带的高度差变大,电子运动的驱动力也就越大,光生电子空穴对分离的速度也越快,所以导致光电流增大,光响应系数增大。结合能带排列,其光响应机理是GeAs导带上的光生电子向MoS₂导带上移动,而MoS₂价带上的光生空穴同样向GeAs的价带上移动,在电场作用下能产生一定的光电流。利用有机材料弥补无机二维材料可选择的材料较少、生产成本相对较高的缺点,并且持续发挥其柔性、稳定性高等优点,可以引入有机-无机异质结可以降低暗态电流,提高光检测能力。构筑了GeAs/F₁₆CuPc无机-有机异质结器件。通过测量暗场下器件的电学性质发现,其栅极电场下的输出曲线反向电流较大,未出现整流特性。这是由于GeAs与F₁₆CuPc构成了第三类异质结,在反向电流下F₁₆CuPc导带中的电子隧穿至F₁₆CuPc价带,使其反向电流增大。通过测量异质结的光电性质发现,异质结器件在850nm下具有明显的光电响应,光响应系数及比检测率分别为25A/W和1.5×10¹⁴Jones。根据能带排列,其光电流产生机理是:在电场条件下GeAs导带上的光生电子向F₁₆CuPc的HOMO上移动,而F₁₆CuPc的LOMO上的光生空穴同样向GeAs的价带上移动,在电场作用下能产生光电流。通过测量器件在1200nm、1550nm光照下的光电响应发现,器件的源漏电流随光照时间以及光照功率密度的增加而逐渐降低;通过多次测量,进一步证实了该现象的可重复性。