近红外和短波红外光电探测器是光通讯、红外成像、人工智能、无人机等领域的核心器件,在国防和民生领域均具有重要的应用价值。锗（Germanium,Ge）材料具有高的载流子迁移率,且在光通信波段具有较大的光学吸收系数,并具备较易外延于硅（Silicon,Si）衬底上,与传统Si工艺兼容性好等优点,被视为Si基光电子集成回路及近红外探测器的重要候选材料之一。然而由于Ge材料表面态密度较高,为间接带材料且禁带宽度小的特点,通常情况下Ge光电探测器表现出较大的暗电流和较低的响应度。本文利用原子层沉积的方法生长的极薄氧物介质层插入不同类型的Ge材料与氧化铟锡（indium tin oxide,ITO）透明电极之间,调节其有效接触势垒高度以制备低暗电流、高响应度的近红外光电探测器。主要工作内容和创新点如下:1.比较研究了不同种类介质Al2O3和MoO3对不同掺杂浓度的Ge和Si衬底上外延Ge材料制作的ITO/介质层/Ge肖特基二极管特性的影响。发现2 nm厚的Al2O3插层可有效提高ITO与n-Ge和i-Ge接触稍微有效势垒高度,分别从0.34 eV（ITO/i-Ge）增加到 0.55 eV（ITO/Al2O3/i-Ge）,及从 0.24 eV（ITO/n-Ge）增加到0.56 eV（ITO/A12O3/n-Ge）。而MoO3插层由于其具有较大的电子亲和能,对ITO与不同Ge材料的接触势垒高度影响不明显。制备的ITO/Al2O3/i-Ge探测器暗电流密度低至5.91 mA/cm2（-4 V）,1310 nm波长处光响应度高达4.11 A/W。而使用的Si基外延Ge（100 nm）材料制作的ITO/Al2O3/Ge-epi光电探测器则能获得暗电流密度226.70mA/cm2,光响应度0.38A/W（-3 V,1310 nm）),也表现出较好性能。2.将2 nm Al2O3介质插入ITO和Ge衬底上外延的GeSn（4.9%组分,30 nm）薄膜之间,制备出了暗电流密度低至6.48 mA/cm2（-1 V）,近红外波段光响应度为 0.22 A/W（1310 nm,3.82 mW）、0.43 A/W（1550 nm,0.14 mW）的ITO/Al2O3/GeSn光电探测器,验证了高K介质插层技术也适用于GeSn肖特基光电探测器,有望将响应波长扩展到短波红外波段。3.自主搭建红外成像测试平台,并利用制备的ITO/Al2O3/n-Ge、ITO/Al2O3/i-Ge、ITO/Al2O3/Ge-epi、ITO/Al2O3/GeSn 四种光电探测器在二维 XY位移平台上对1310 nm和1550 nm两个波段进行了单点成像测试。得到了尺寸为1750×1750 μm2清晰、可识别的红外光斑位置二维灰度图像。4.研制了 ITO/Al2O3/i-Ge MSM叉指结构的4×4光电探测器阵列。得到了像素单元均匀性高、光谱选择性高、截止波长约为1750 nm的近红外光电探测器。在-4V的负偏压下,单个像素暗电流为3.61×104A（叉指尺寸为4 μm）,在1310 nm处最高响应度达到0.77 A/W（叉指尺寸为8 μm）。利用此器件作为感光元件制作了红外成像系统,并在近红外成像测试中得到了清晰可辨的“L”图像及全红外光斑二维灰度图。