近年来,GaN基p-i-n型紫外探测器以其天然的日盲特性和较快的响应速度受到了学者的广泛关注。GaN基材料具有介电常数小、电子饱和速度高、禁带宽度大等优点,在微波功率器件、光电器件等领域有广泛的应用。p-i-n型探测器具有暗电流低、响应速度快、零偏压条件下可使用等优点,在光电领域里占有举足轻重的地位。本文对GaN基p-i-n型紫外探测器进行了系统地研究,取得的主要研究成果如下：1、作为本论文的基础性工作和主要支撑工具,基于半导体经典物理和数值有限差分法,通过编写Matlab程序分别实现了GaN基同质结和异质结能带图及载流子分布的数值计算。对于GaN基同质结,通过载流子统计方程与泊松方程的自洽求解,得到了同质结能带图和载流子分布的数值计算方法。对于AlGaN/GaN异质结,通过数值自洽求解薛定谔-泊松方程,得到了计算异质结能带图和载流子分布的数值计算方法,并深入研究了极化效应对AlGaN/GaN异质结能带图和载流子分布的影响。通过与比较成熟的基于物理模型的Silvaco的仿真结果和他人计算结果的比对,证明了本文所建立数值模型的正确性。本文所建立的数值模型,既包含具体的物理意义,又能完全摆脱现有基于物理模型的仿真软件的限制,可以有效地把作者的思想通过物理模型加入到数值计算中,为深入研究一些新的物理机制提供可靠的数学工具。2、基于光生载流子屏蔽效应的物理机制,通过自洽求解泊松方程-载流子连续性方程,建立了光生屏蔽效应和光生寄生电容的数值模型。根据这两个模型分别计算讨论了光照对探测器响应时间和截止频率的影响,得出光生屏蔽效应和光生寄生电容对探测器的响应时间和截止频率有一定微扰作用,微扰作用的大小与耗尽区静电场、载流子寿命以及光照强度的大小有很大关系。计算结果表明,当器件耗尽区电场小于迁移率临界电场时,光生屏蔽电场使器件响应时间增加,截止频率减小,当器件耗尽区电场大于临界电场时,光生屏蔽电场使器件响应时间减小,截止频率增加；载流子寿命越大,光生屏蔽效应对探测器响应时间和截止频率的影响越大。但是随着载流子寿命增加到200ps以后,这种影响逐渐达到饱和；光照强度越大,光生屏蔽效应对探测器响应时间和截止频率的影响越大。但是当光照强度小于1W/cm2时,光生屏蔽效应对探测器响应时间和截止频率的影响非常小。在具体的应用领域,可以通过调节外加偏置电压调节器件耗尽区电场,使得耗尽区电场处于迁移率临界电场附近或者远大于临界电场处,减小光生屏蔽效应对器件响应速度和截止频率的影响；同时给探测器串联一个fF级的微小电容可以加快器件的响应速度,提高器件的截止频率,并且减小光生寄生电容对器件响应速度和截止频率的影响。3、基于极化效应对AlGaN/GaN异质结能带图的影响,设计了一种响应波段可调且具有双带响应特性的AlGaN/GaN异质结p-i-n型紫外探测器,采用数值计算方法模拟仿真了AlGaN层中的掺杂浓度、外加偏压以及极化弛豫度对探测器光电响应特性的影响。计算结果表明,在一定掺杂浓度和极化弛豫度条件下,通过调节外加偏压可以使AlGaN/GaN异质结p-i-n型紫外探测器从单带响应转换到双带响应,且AlGaN中的A1组份越大,掺杂浓度越小,极化弛豫度越小,响应特性发生转换时的临界电压越大,并且本文根据器件内部电荷分布得出了临界电压的计算表达式。此外,计算结果表明,为了减小探测器的响应时间,必须缩短AlGaN层的厚度或加大外置电压,尽量避免光生载流子到达电极过程中需要太长距离的扩散复合。该条件下,光生屏蔽效应对AlGaN/GaN异质结p-i-n型紫外探测器响应速度的影响也比较大。4、基于极化效应对AlGaN/GaN异质结能带图的影响,设计了一种响应波段可调的具有三带响应特性的AlGaN/AlGaN/GaN双异质结p-p-i-n型紫外探测器,并根据以上数值计算方法,计算讨论了外加偏压、各层AlGaN掺杂浓度以及Al组份对探测器光电响应特性的影响。计算结果表明,在A1组份和掺杂浓度条件下,受极化电荷的影响,通过调节外加偏压可以使AlGaN/AlGaN/GaN双异质结p-p-i-n型紫外探测器实现三带响应,并根据器件内部电荷分布,给出了这种探测器由双带响应转向三带响应的临界电压。在器件设计中,要求顶层AlGaN中的Al组份比底层AlGaN中的A1组份低,且各层中的A1组份越大,要求的掺杂浓度就越大,并且通过调节各层的Al组份,可是实现200-400nm之间的任意三波段响应。此外,加入光生屏蔽效应模型之后,计算结果表明,在三带响应条件下,光生屏蔽效应使得探测器的截止频率具有微扰作用,且入射光波长越大,光生屏蔽效应对截止频率的微扰越小。