石墨相氮化碳（g-C3N4）是类似石墨烯的二维材料,它是氮化碳所有同素异形体中最稳定的构型。由于具有储量丰富、生物兼容性好、化学稳定性好、热稳定性好、耐酸碱、抗辐射等特点,g-C3N4在光/电催化和环境能源等领域得到了广泛的研究和关注。此外,g-C3N4具有2.7 eV的固有带隙,面内共轭的π键使其具有优异的光电性能,因此g-C3N4在光电探测器领域具有巨大的应用潜力。g-C3N4虽具有优异的光电性能,但在光电探测领域仍处于起步阶段。限制其在该领域发展的主要问题有以下三项:1)缺少高结晶性材料,目前制备的g-C3N4大多是纳米片或粉末样品,不利于光电器件的制备;2)光吸收效率,光电探测器常见的问题就是半导体光吸收效率低,g-C3N4同样也面临着光吸收效率低的问题;3)载流子复合,由于g-C3N4的价带由低配位的芳香CN杂环上的N原子轨道主导,而导带由C、N原子轨道共同组成,所以光生电子与空穴无法在空间上有效分离,导致光生载流子复合严重无法形成有效光电流。2021年我们课题组开发出一种大尺寸高结晶质量g-C3N4薄膜的通用制备方法,得到的薄膜具有均匀性好、厚度可调、机械柔韧性好、自支撑性等优点。我们的研究突破了该材料合成上的瓶颈,同时也为其在光电探测器领域的发展奠定了基础。虽然该材料的合成问题得以解决,但是由于薄膜的光吸收效率较低和薄膜内载流子复合严重的问题,使得制备的g-C3N4探测器性能并不理想。为提高载流子的光吸收效率,我们利用多光束干涉的原理来增强g-C3N4薄膜的光吸收效率,并通过构建异质结促进光生载流子的分离,以获得高性能的g-C3N4光电探测器。目前g-C3N4在光电探测器领域的研究还十分有限,为了开发新结构和新功能的光电探测器,我们又引入侧向光伏效应将g-C3N4应用于位置敏感探测器的研究。在本文的研究中,大面积、高结晶相的g-C3N4薄膜被用于研究高性能和新功能的光电探测器。具体研究内容如下:（1）g-C3N4基光电探测器的构建与性能调控:将多光束干涉应用到二维材料探测器的研究当中,首先利用NiO/Au结构中的光学干涉增强了超薄二维材料的光电探测性能,验证了该效应的光电调控作用。之后,利用多光束干涉效应探究最佳的g-C3N4厚度条件,最终得到探测器的响应范围为300～1100 nm,响应/恢复时间为28/70 μs,最高响应度为133 A/W,最大探测度为3.3 × 1012 Jones。其中响应度和响应速度均是目前报道的g-C3N4光电探测器中的最高值。该部分的研究表明g-C3N4在光电探测和硅基集成领域有着巨大的应用潜力。（2）基于g-C3N4的宽波段位置敏感探测器:为了开发新功能的g-C3N4光电探测,我们基于侧向光伏效应制备了 g-C3N4/Si异质结位置敏感探测器。探测器的位置灵敏度为368 mV/mm,非线性度仅为0.9%,响应时间和恢复时间分别为3.1 μs和50 μs。鉴于该位置敏感探测器的优异性能,成功将其应用于光斑轨迹追踪和声波检测。该部分的研究发掘了 g-C3N4在非接触传感中的应用价值,有望推动g-C3N4材料在光电子领域的发展。（3）基于g-C3N4的耐高温位置敏感探测器:基于g-C3N4优异的热稳定性,我们制备了g-C3N4/GaN异质结耐高温位置敏感探测器,为解决目前位置敏感探测器的高温适用性问题提供了新的思路。研究发现,g-C3N4/GaN位置敏感探测器的位置灵敏度先随着温度的升高而增大,在温度超过500 K之后又开始衰减。当环境温度为500 K和700 K时,位置灵敏度分别为460 mV/mm和315 mV/mm。此外,在700 K高温环境下,该位置敏感探测器仍能够稳定实现角度的精确测量。