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本文从金属与半导体接触势垒的角度出发，以聚乙烯亚胺（PEI）作为界面修饰层对基体材料TiO2和Zr0.2Ti0.8O2薄膜进行表面修饰，详细研究了修饰后器件性能提高的机理。采用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）对器件进行表面修饰，研究了湿度对器件性能的影响，找到了一种提高器件环境稳定性的方法。通过研究PEI、PMMA表面修饰对器件性能的影响，取得了如下有意义的成果：采用溶胶凝胶法（sol-gel）制备了TiO2薄膜，薄膜的表面光滑、致密，没有龟裂情况，适于制作成薄膜探测器。XRD结果表明制备的TiO2为锐钛矿型结构，晶粒尺寸约为23.4nm。器件在3V偏压下的光、暗电流分为2.92μA和3.17nA，光暗抑制比约为三个数量级，具有较高灵敏度，为后续表面修饰奠定了良好的材料基础。首次将PEI作为界面修饰层引入到紫外探测器中，通过静电自组装的方式在界面处形成偶极子层，由于形成的偶极子电场方向与金属半导体接触形成的内建电场方向相反，导致接触势垒高度降低，耗尽层宽度变窄，便于载流子的传输和收集，有效地提高了器件性能。主要内容包括：在TiO2薄膜表面采用两种不同羟基化处理方法，分别研究了不同的PEI质量分数、不同的PEI旋涂转数对器件性能的影响。其中，用KOH溶液处理的方式进行羟基化：1）以相同转速4000rpm旋涂不同质量分数PEI溶液，发现经0.2wt%的PEI溶液修饰后的器件的暗电流比修饰前降低了7.5倍，光电流明显提高达到了92.68μA，光暗抑制比提高了两个数量级以上，器件在270nm处响应度达到了最大值1594A/W；2）相同质量分数0.2wt%下，随着旋涂转数增大，器件的光电流和响应度都呈现了先增大后减小的趋势，结果显示4000rpm时器件性能最好。器件的上升时间为17.8ms，而下降时间略长为17.2s。用UV/O3照射处理的方式进行羟基化：1）以相同转速4000rpm旋涂不同质量分数PEI溶液，发现经0.2wt%PEI溶液修饰后的器件性能最好，光谱响应特性曲线显示器件在270nm处响应度达到最大值706A/W。2）相同质量分数下，以4000rpm旋涂PEI溶液形成的器件性能最好，器件的上升时间为103.6ms，下降时间约为11.86s。通过UPS测试及能级排布分析得出：相对于纯TiO2，PEI/K-TiO2和PEI/U-TiO2薄膜的二次截止边发生明显移动，Ecutoff分别减小了0.96eV和0.46eV。二次截止边的变化反映出修饰后TiO2表面真空能级上移，导致势垒高度降低，使修饰后器件的光电流、响应速度等性能得到明显提高。PEI/K-TiO2器件的光电流、响应度分别比TiO2器件提高了约32倍和33倍，上升时间缩短约60倍，但下降时间延长2倍多。PEI/U-TiO2器件的光电流、响应度分别比TiO2器件提高了约14倍、15倍，上升时间缩短了约10倍，但下降时间延长了1倍多。光电流随时间变化曲线显示，修饰后器件性能略有下降，但依然高于修饰前器件性能，说明器件经PEI修饰后稳定性良好，器件整体性能得到明显提高。为了验证PEI修饰提高紫外探测器性能的方法具有普遍性，本文以Zr0.2Ti0.8O2薄膜为基体材料进行PEI修饰后制作成紫外探测器，研究了不同羟基化方法、不同羟基化处理时间对修饰后器件性能的影响。测试结果显示KOH处理24h的器件性能优于处理12h和36h的器件性能；UV/O3处理20min的器件性能优于处理10min和30min的器件性能。经KOH处理24h的器件光电流比未经修饰的器件光电流提高了22倍，器件响应度最大值为1228A/W。经UV/O3处理20min后的器件光电流达到41.22μA、响应度为709A/W。采用UPS和能级排布分析发现，相对于纯Zr0.2Ti0.8O2经过UV/O3处理20min和KOH处理24h的器件势垒高度分别降低了0.43和0.7eV。由于KOH处理24h使器件势垒高度降低的更多，因此器件性能更好。此外，修饰后器件的上升时间明显缩短，但下降时间略有延长，原因是修饰后Au的费米能级更接近Zr0.2Ti0.8O2导带，使Au不容易俘获空穴，导致载流子的复合率降低；此外修饰后势垒高度降低，耗尽层变薄，使得耗尽区的电容和RC时间常数增大，导致下降时间变长。为了降低湿度对器件性能的影响，本文在紫外探测器表面修饰了PMMA，研究了器件在修饰前后受湿度影响的情况。修饰前，器件的暗电流随湿度的升高而升高；修饰后，器件的暗电流随湿度变化明显减小。分析认为，PMMA对TiO2薄膜表面进行修饰后，可以有效隔绝氧气、水分子在薄膜表面的吸附，使水分子在薄膜表面产生的导电离子减少，导致暗电流减小。通过适当增加PMMA修饰层厚度，使器件的暗电流基本保持稳定，起到了保护器件的目的。暗电流随时间变化的测试结果显示：在不同湿度下，修饰后器件暗电流基本维持在0.7nA左右，未随湿度的变化而变化，可见经PMMA修饰后，有效提高了器件的长期稳定性。本文详细研究了聚合物表面修饰对器件性能的影响，解释了光电流、响应度和响应时间等性能参数提高的具体机理，为提高紫外探测器性能提供了一种新途径。