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氧化镓（Ga2O3）是一种新型超宽禁带氧化物半导体材料,禁带宽度为4.2～5.1 e V,处于日盲区（200～280 nm）,同时具有极高的化学稳定性和热稳定性,是天然的日盲探测材料,在日盲紫外通信、导弹预警跟踪等军用领域,以及在生物医疗、火灾监测、高压电晕检测等民用领域具有广泛的应用。近年来,Ga2O3日盲探测技术发展迅速,探测器类型主要集中在光电导型,虽然其在器件制备上具有制作简单、易于集成等优点,却存在如响应速度慢、感光面积小和需外加偏压等诸多劣势。而基于光生伏特效应的自供电型探测器利用能带势垒差,无需外加偏压就可实现对光信号的探测,省掉了配电装置,符合碳达峰碳中和的“双碳”发展需求,受到广泛关注。本博士论文分别构建了全无机型异质结、有机无机混合异质结、相结、肖特基结型Ga2O3基自供电探测器,优化和提升了探测器在0 V偏压下的日盲光电性能,并对其物理机制进行了深入分析,主要取得的成果如下:1、Ga2O3外延薄膜生长。外延膜是薄膜型探测器的有源层,高质量的外延膜是实现高性能Ga2O3基日盲探测器的首要条件。首先采用了商业化的金属有机物化学气相沉积（MOCVD）设备在（0001）面蓝宝石（c-A12O3）衬底上生长Ga2O3薄膜,在790℃下获得了沿（（?）01）面择优取向的β-Ga2O3外延膜。虽然采用该方法制备了适用于日盲探测器的Ga2O3外延膜,却存在生长温度高、原材料、设备价格昂贵的问题。等离子体增强化学气相沉积（PECVD）设备相对廉价,且可以借助辉光放电等离子体来降低外延膜的沉积温度并提高生长速率。基于此,我们实验室首次报道了使用廉价的金属镓为镓源,利用PECVD来探索生长Ga2O3外延膜,并系统地研究了氧气速率、生长温度等参数对外延薄膜的结晶质量和生长速率的影响规律。在820℃下,在c-A12O3衬底上沉积的β-Ga2O3外延膜展现出沿（（?）01）晶面择优生长,半高峰宽为0.86°,沉积速率达到0.58μm/h。2、Ga2O3基全无机型异质结自供电探测器。无机型半导体具有载流子浓度高、性能稳定等特点,我们分别探索了n型（Sr Sn O3）和p型(Cu MO2,M=Ga3+或Cr3+)无机半导体与Ga2O3构建异质结制备日盲探测器,这两款探测器均可在无外加偏压下工作,展现出自供电特性。在0 V偏压下,Sr Sn O3/β-Ga2O3nn型探测器对254nm的光暗比为4.3×10~6,探测率为1.3×1013 Jones,而Cu Ga O2/β-Ga2O3和Cu Cr O2/β-Ga2O3pn型探测器对254 nm的光暗比达到了2.3×10~4/3.5×10~4,探测率为0.9×1011/4.7×1011 Jones。β-Ga2O3与Sr Sn O3和Cu MO2均能形成Ⅱ型异质结,因此结界面处空间电荷区内的光生电子/空穴可以被有效分离。由于Sr Sn O3半导体的载流子迁移率（183 cm~2/V·s）高于Cu MO2半导体（25 cm~2/V·s）,因此Sr Sn O3/β-Ga2O3nn结对载流子输运能力更强,Sr Sn O3/β-Ga2O3探测器的光探测器性能更优异。3、Ga2O3基有机无机混合型自供电探测器。具有高载流子浓度的无机半导体的带隙一般较窄,存在对非日盲区光响应的风险,某些有机小分子材料具有空穴迁移率高和天然“日盲光栅”的特性,适合与Ga2O3构建有机无机混合型自供电探测器。我们使用了四种三苯胺结构的小分子空穴传输材料（TAPC、NPB、CBP和MCP）与β-Ga2O3构建异质结,利用其“日盲光栅”特性避免了传统异质结中光响应区间拓宽到非日盲区的问题,四种探测器均表现出自供电特性,具有暗电流低、光暗比高、探测率高和光谱选择性好的优势。其中,TAPC/β-Ga2O3异质结探测器展现了最好的自供电特性,在0 V偏压下,对254 nm的光暗比为5.9×10~5,光响应度为1.41 m A/W,探测率为1.02×1013 Jones。4、Ga2O3基相结型自供电日盲探测器。虽然全无机型、有机无机混合型异质结探测器性能优异,但却存在因异质材料晶格与带隙的不匹配导致器件制备或日盲区保持困难的问题。鉴于Ga2O3具有多种晶型及相变的特点,我们创新性地提出构筑Ga2O3相结结构,较小的晶格失配度和相近的带隙解决了异质结中存在的问题。通过水热法及快速后退火处理制备了α/β-Ga2O3相结纳米柱,并利用湿法转移制备了兼具高导电性和高光学透过率的石墨烯-银纳米线透明电极,构筑了一种基于垂直α/β-Ga2O3相结的自供电日盲探测器,相结界面处第二类型能带的形成促使了光生载流子的快速分离。在0 V偏压下,α/β-Ga2O3相结探测器对254 nm的光响应度为0.26 m A/W,光暗比为2.1×10~2,探测率为2.8×10~9 Jones。5、Ga2O3基肖特基结型自供电日盲探测器。虽然相结型探测器的光谱选择性较好,但不同晶型Ga2O3之间的势垒差较小,探测器的光电性能不佳。肖特基结具有较大的内建电场,且只需要用到Ga2O3一种半导体,避免了异质结中存在的问题。我们分别探索了银纳米线（Ag NWs）和激光诱导石墨烯（LIG）与非晶Ga2O3（a-Ga O）构建肖特基结。在0 V偏压下,Ag NWs/a-Ga O探测器的光响应速度为0.24s,对254 nm光暗比为120。然而,由于Ag NWs电极对日盲光的遮蔽,该探测器的光响应度仅为23μA/W。为了提高探测器的性能,创新的使用了激光诱导技术在聚酰亚胺（PI）膜上制备了石墨烯电极,并构筑了LIG/a-Ga O肖特基结探测器。我们通过调整激光的参数控制了LIG电极的功函数,构筑了非对称型的肖特基结探测器,该探测器在0 V偏压下,对254 nm的光响应度为0.6 m A/W,光暗比为200。