光电探测器（PD）作为一种重要的光电器件原件,在传感、成像和自动化控制等领域有着重要的应用。近年来,集成化和功能化使得高性能、小型化、柔性等成为光电探测器的主要发展趋势。金属硫化物得益于其先天的优异光、电学特性以及可控的形貌、结构和组成等优势,在新兴光电探测器领域变得越来越重要。但是传统的金属硫化物存在光捕获能力差、光响应范围小等问题,此外,材料发生相对位移时会导致其微纳结构被破坏,这限制了其在高性能、小型化、柔性光电探测器领域的应用。因此,目前急需开发新型结构的金属硫化物来构筑光电探测器。本论文结合电化学法、水热法、化学气相沉积法（CVD）等多种制备方法,利用自然启迪的仿生设计思想,设计了新型的仿生金属硫化物光电功能材料,并系统研究了基于金属硫化物的高性能光电探测器的构筑及其性能。本文工作如下:1.针对柔性光电探测常见的弯曲过程中光电性能不稳定的问题。本工作受万寿菊发散状光捕获结构和其球形准周期对称特性的启发,设计并使用水热法制备了一种兼具柔性和高光吸收的花状二硫化钼（Mo S2）。该Mo S2纳米花在保证柔性光探测器弯曲时稳定的电学性能的同时还能保持高效的光吸收能力,并且经过精心设计的非对称电极连接结构使得该传感器无需外部供能便可运行。测试结果表明,该仿生设计可使Mo S2纳米花实现强大的宽带和全向吸收（92.7%）,并确保PD在不同的弯曲度下保持稳定的物理接触。基于Mo S2纳米花的PD具有优异的柔韧性和稳定性,即使器件弯曲到151°,依然能保持91.4%的初始效率,在经过1000次弯曲循环后仍能保持92.5%的初始效率。器件在无外加偏压时亦具有出色的光电响应。本工作对利用仿生设计解决柔性PD耐弯折性差和光吸收不稳定的问题提供了重要的解决思路。2.目前半导体材料面临着无法突破其自身带隙的限制以进行宽波段探测。本工作受北极熊皮毛保温特性的启发,独创地设计了一种仿毛发的阳极氧化铝（AAO）结构并与硫化镉（CdS）结合构筑光电探测器。该设计的要点在于:将仿毛发AAO具有的高光学透射率和材料本身具有的低导热系数结合,不但能减少光线在AAO上的传播损耗以提高器件中光响应材料的光吸收,还能起到“保温”的效果以降低CdS的热能逸散,从而拓宽了其光响应波长范围。另外,AAO与CdS的接触界面还能够有效地促进空穴聚集,降低器件的载流子的复合率,从而提高器件的探测效率。该探测器利用光电效应与光热效应的耦合效应,不但在探测紫外和可见光波段时具有优异的响应,还可以探测出微弱的人体红外热分布变化,成功克服了材料自身带隙的限制,实现了宽波段探测。此外,构筑光电探测器的过程中所用的非对称银电极使器件具有了自供电特性。因此,本工作为实现高性能、小型化和宽波段的光电探测器提供了一种新的解决方案。综上,本文通过合理利用金属硫化物易于制备、形貌可控等特点,首先启迪于万寿菊发散状独特结构,设计并制作了基于MoS2纳米花的PD,解决了柔性PD弯曲稳定性不足和光吸收能力差的难题;其后基于北极熊毛发保温特性,设计了一种仿毛发AAO,成功实现了光电效应与热电效应耦合增强的AAO/CdS自供电光电热探测器,极大拓宽了CdS材料的响应范围和响应速率。本论文结合仿生设计思想和金属硫化物的特性,创新性地设计了一系列高稳定、宽波段和低角度依赖的高性能PD及其组成材料,对于实现集成化和功能化的PD具有重要意义。