利用分子束外延技术（MBE）自下而上生长的Ⅲ族氮化物（氮化镓GaN、氮化铝AlN、氮化铟InN及其合金材料）纳米线不仅具有连续可调的禁带宽度、易被n或p型掺杂,因其独特的一维形态结构,还具有晶格失配容忍度高（无需遵循严苛的晶格匹配规则即可在多种异质衬底上外延生长）、晶体质量高、比表面积大、纳米线尺寸可控等特点,被广泛应用于制备纳米光电和电子器件。特别地,由于其独特的一维几何形状和大的比表面积优势,Ⅲ族氮化物纳米线结构相较于对应的薄膜结构表现出更高的光提取和吸收效率、更强的量子和光子局域化效应、易对材料表面进行修饰以及结构设计多样化（如核壳结构）等特点。因此,如何立足于氮化物半导体的本征材料优势,充分利用其一维结构,拓展Ⅲ族氮化物纳米线在光电子器件领域的新应用场景并实现器件功能的多样化,是我们一直以来努力研究的方向和内容。在众多半导体光电子器件中,多功能、高性能光电探测器是当今电子信息社会中实现信息捕捉、采集、分析、传递的核心技术之一,是人类感知外部世界的重要“窗口”。发展功能多样化、便携化、微型化和自驱动节能化的新一代光电探测器已经成为未来光电子信息系统研究的创新前沿和研究热点,在未来电子信息社会的发展中起到关键作用。近年来,光电化学光探测器受到国内外研究人员的广泛关注,表现出重要的研究价值和应用前景,有望推动新一代光电探测技术的发展。重要的是,该器件在光探测过程中不但涉及半导体材料内光生载流子的产生、分离和传输,还涉及到半导体/电解质界面处的化学反应过程。如果能够将Ⅲ族氮化物纳米线材料应用于光电化学光探测器领域,将纳米线内部的光电转化过程与表界面化学反应过程相结合,并通过表面修饰手段设计纳米线/电解质表界面结构,有望实现对光生载流子输运行为的多维度调控,最终实现氮化物纳米线光电子器件的功能拓展。综上,本论文围绕Ⅲ族氮化物纳米线材料,以设计和制备性能优异、功能多样化的光电探测器为出发点,开展基于Ⅲ族氮化物纳米线的光电化学光探测器研究。紧密围绕纳米线能带结构设计,充分利用其材料本征优势和一维结构特性,构筑新型半导体表/界面耦合结构,实现对光生载流子在表/界面处输运过程的精准调控,以期制备出性能优异且光电流极性可调的光电化学光探测器,旨在为今后多功能,高性能光电探测器的研究及设计提供新的思路。具体研究内容如下:1.基于p-AlGaN纳米结构构建光电化学光探测器,实现高效日盲紫外光探测现有光电化学光探测器大都基于化学法合成的粉体材料或纳米片材料构建。材料晶体质量差、表面化学反应速率慢、载流子分离和收集能力低下、整体的光响应速度慢、光响应度低、光电流小。基于此,我们通过MBE生长高质量p型AlGaN纳米结构,并通过调控外延工艺参数优化纳米结构形貌和密度,构建了应用于日盲紫外光探测的光电化学光探测器。并通过金属铂（Pt）纳米颗粒修饰,有效的提高了光生载流子的分离和收集效率,改善了纳米线表面的还原反应速率,大幅提升器件光电响应性能。2.构建p-AlGaN/n-GaN的p-n异质结纳米线,实现独特的双向光电流光响应基于对p-AlGaN和n-AlGaN纳米线在光电化学光探测器中的光响应行为的研究基础,我们结合半导体能带工程,构筑了基于p-AlGaN/n-GaN的p-n异质结纳米线的光电化学光探测器,并深入理解了光生载流子在p-n结纳米线中、纳米线/电解质溶液界面处的转移和分离过程。更重要的是,结合前期在纳米线表面活性位点设计的积累,活性位点及半导体衬底间相互作用的研究基础,通过在p-AlGaN纳米线顶部定向修饰Pt纳米颗粒,进一步改善了Ⅲ族氮化物纳米线的表面性质,最终在两种不同紫外光波长照射下（254nm和365 nm）在半导体p-n异质结中观察到双向光电流现象,即在254nm光照下为负光电流响应,而365nm下为正光电流响应,克服了传统p-n结的单向光电流的功能限制。3.利用Ⅲ族氮化物/a-MoSx核壳结构纳米线,实现多波段可分辨光电探测更进一步,我们利用Ⅲ族氮化物纳米线比表面积大及形貌可控的特点,通过电沉积方法,将无位错的Ⅲ族氮化物纳米线与无定形硫化钼（a-MoSx）相结合,构建了Ⅲ族氮化物/a-MoSx核壳纳米线结构,深入解析了光生载流子在该结构中的输运过程,实现了不同紫外光波长照射下的光电流极性翻转。在254 nm光照下,该复合纳米线表现出-100.42mA/W的光响应度,在365nm光照下则表现出29.5 mA/W的光响应度。这种独特的双向光电流响应特性使得该器件相较于传统固态光探测器能够承载更多信息量,可以用于实现多个光波段（或波长）的判定和识别,为构建多功能光电器件提供了新的思路。