随着核技术的发展,核辐射探测在核医学、核电站、环境安全以及空间粒子物理学等领域具有重要的应用。GaAs作为第二代半导体材料,生长工艺成熟,材料具备较高的电阻率、出众的电子迁移率等优势。本文围绕GaAs基微结构中子探测器的制备工艺、电学特性、α粒子探测性能以及中子探测性能等方面展开了系统的研究。为了提高中子探测效率,本文提出在GaAs材料上刻蚀深沟槽,并通过离心填充法回填~6LiF中子转换材料,从而克服平面涂覆型中子探测器存在自吸收所导致中子探测效率低的问题。本文研究了两种材料微结构中子探测器,一种为半绝缘GaAs微结构中子探测器,第二种为变组分变掺杂AlGaAs/GaAs微结构中子探测器。本文将半绝缘GaAs微结构中子探测器设计成肖特基势垒型探测器,对其电学特性、α粒子能谱以及中子探测性能进行了测试。在偏压为-100V时,探测器的漏电流和电流密度分别为43.5n A和0.695×10-6A/cm~2。探测器对于241Amα源具有的最佳能量分辨率为32.91%,外加反向偏压为120V。由于微沟槽的刻蚀造成器件的漏电流和能量分辨率均有所变差。最后在中国散裂中子源使用能量为0.025e V通量为10~7n/（s.cm~2）的热中子束流上测试半绝缘GaAs微结构中子探测器的中子计数率,测得在600s时间内半绝缘GaAs微结构中子探测器的中子计数率为2600cps,而平面探测器为46cps,中子探测性能明显提高。实验结果表明:在半绝缘GaAs材料表面刻蚀微沟槽结构有利于提高探测器的中子探测效率。本文还制备了变组分变掺杂AlGaAs/GaAs PIN型微结构中子探测器,对探测器进行电学特性测试和α粒子能谱测试。在偏压-5V下探测器的漏电流为160μA。在零偏压下探测器对于α粒子仍具有高灵敏性,其能量分辨率为28.45%。使用241Am-Be快中子源对变组分变掺杂AlGaAs/GaAs PIN型微结构中子探测器进行中子性能测试,偏压为0V时,在600s的测试时间内探测器测得56个中子。最后在中国散裂中子源进行中子性能测试验证,在零偏压下探测器的中子计数率为674cps。实验结果表明变组分变掺杂AlGaAs/GaAs PIN型微结构中子探测器在零偏压下具有不错的中子探测能力。