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近十几年来,随着纳米材料制备和微纳加工水平的不断提高,各种新颖的一维、二维材料被广泛地研究。低维材料特有的优异的光学和物理特性,为实现高增益、快速、宽光谱光电探测提供了可能。本论文主要研究了基于新型低维材料场效应晶体管光电探测器,其中包括:In As纳米线可见-近红外探测器、石墨烯近红外探测器、Ga N基HEMT器件超远红外太赫兹探测器。具体内容如下:1.利用chemical vapor deposition(CVD)的方法生长了一种“类芯壳层”(core/shell-like)结构的In As纳米线,在纳米线的近表面形成了一层“Photogating Layer”,即PGL。采用电子束曝光工艺制作In As纳米线场效应晶体管的背栅器件。当光照射在纳米线时,PGL俘获从纳米线芯部激发的光生电子。这些被俘获的电子形成一个很强的负的内建电场反过来调制纳米线芯部的电导,来耗尽纳米线芯部的自由电子,导致一个反常的负的光电流。探测器的可见光光导增益高达-105,响应速度为12 ms,近红外室温光增益为-1.1。2.利用机械剥离法和电子束曝光技术制作了石墨烯场效应晶体管的背栅器件。通过自行搭建的微区光电流扫描测试平台对石墨烯器件进行近红外二维光电流mapping,获得了由金半接触形成的内建电场贡献的光电流,以及非故意p+型掺杂引起的光热电效应贡献的光电流。此外,通过二维光电流mapping发现通过改变栅压可有效调节石墨烯的费米能级,改变光电流的大小。最后,采用自行研制的微区激光主动成像系统,实现了石墨烯器件对目标样品清晰的室温红外成像。3.设计了交替周期性光栅Al Ga N/Ga N场效应晶体管结构,采用时域有限差分法(FDTD)数值模拟计算了二维电子气等离子体激元共振太赫兹波吸收谱。该结构是对传统周期性金属光栅的狭缝进行高掺杂的半导体材料填充,形成填充栅。在正栅压下,填充栅可调制增强原本狭缝下方无法调制的二维电子气密度,该增强的二维电子气对金属栅下方的电子气起到一个高效的电振荡器作用,显著提高了激发等离子体激元高阶共振模式的强度,增强了太赫兹波的吸收。