近年来,日盲紫外光电探测器成为了国际上一个新的热点研究领域,主要由于其在军事和民用上的应用与日俱增,如导弹来袭预警、火灾防范、臭氧漏洞监控等。获得高性能的日盲紫外探测器离不开宽禁带半导体材料的发展,包括了AlGaN、ZnMgO、金刚石和β-Ga₂O₃,其中β-Ga₂O₃半导体材料的直接禁带宽度约为4.9 eV,对日盲紫外存在很好的响应,而在中紫外、近紫外和可见光范围内具有较高的透射率,同时还拥有良好的热稳定性和化学稳定性,因此在日盲紫外探测领域,β-Ga₂O₃具有较高的潜在研究价值。目前,许多高性能的β-Ga₂O₃基日盲紫外探测器已经被实现,但依然无法满足更高的探测要求,如更高的光响应度、探测率以及灵敏度。因此,本论文利用金属纳米粒子在日盲紫外区域激发产生局域表面等离子体共振,使金属纳米粒子附近的电场增强,同时也增强β-Ga₂O₃薄膜对日盲紫外辐射的吸收,从而进一步提高β-Ga₂O₃基日盲紫外探测器的性能。本文中β-Ga₂O₃薄膜主要通过分子束外延在c面蓝宝石基片上生长获得,探测器采用叉指型金属-半导体-金属结构。为了在日盲紫外区域产生表面等离子体共振,本文选用了金属铝和铟作为表面等离子体共振的激发材料。制备金属纳米粒子的方法主要采用了纳米球光刻技术,通过改变聚苯乙烯纳米球的直径来获得不同尺寸、间距和分布密度的金属纳米粒子,研究它们对探测器性能影响的差异。同时也采用快速热退火的方法制备铝纳米粒子,比较β-Ga₂O₃薄膜表面有无铝纳米粒子对探测器性能的影响。根据选用的金属不同,论文研究的内容可分为两大部分,分别为铝表面等离激元和铟表面等离激元。在铝表面等离子激元的相关研究中,快速热退火形成的铝纳米粒子尺寸较小,分布更为密集,无规则排布。该方法在β-Ga₂O₃薄膜表面制备铝纳米粒子有效地降低了探测器的暗电流,并将光响应度和探测率分别提升了1.5倍和2倍。通过纳米球光刻技术,可获得尺寸均一、排列规则的铝纳米粒子。随着铝纳米粒子尺寸、间距的减小和分布密度的提高,探测器的光响应度和探测率依次得到了明显地提升,与无铝纳米粒子的β-Ga₂O₃薄膜日盲紫外探测器相比,分别最大提升了3.5倍和3倍,但对探测器的暗电流影响不大。在铟表面等离激元的相关研究中,主要采用纳米球光刻技术制备铟纳米粒子,其制备的探测器性能与铝表面等离激元的影响效果相似。直径100 nm的聚苯乙烯纳米球制备的铟纳米粒子使探测器的光电流获得了较大的提高,而直径200 nm的聚苯乙烯纳米球制备的铟纳米粒子反而使器件性能出现恶化。另外,三组实验引入的金属纳米粒子都使探测器瞬态响应特性变差,其原因可能与金属纳米粒子的存在导致β-Ga₂O₃薄膜界面处的缺陷增多有关。