作为一种新的宽紧带氧化物半导体材料,单斜晶体结构氧化镓的禁带宽度为4.9eV,在制作高性能的功率器件方面有很高的潜在应用价值。由于β-Ga₂O₃具有优异的电学和光学性能,已经被用于制作透明紫外电极、高温气敏传感器以及日盲区紫外光电探测器件等。β-Ga₂O₃材料和器件的光学和电学性能主要受其晶体结构、杂质和空位缺陷的影响。高性能的器件要求高质量的β-Ga₂O₃材料,这使得人们更加关注如何精细的调控β-Ga₂O₃纳米材料的生长条件,例如生长温度,生长时长,生长氛围等等,更需要进一步研究并阐述其生长机理。本文主要研究β-Ga₂O₃纳米线的制备以及生长条件和催化剂对β-Ga₂O₃纳米线的形貌结构和光学性质的影响,并通过构筑不同结构的紫外光电探测器件研究β-Ga₂O₃纳米线的光电性能。本文采用化学气相沉积法,用纯度为99.999%的金属Ga源,以Au为催化剂,在硅衬底上制备β-Ga₂O₃纳米线,研究生长衬底和生长时间对氧化镓纳米线结构的影响,研究影响Au催化剂形貌的因素以及催化剂形貌对氧化镓纳米线结构的影响,研究不同形貌的催化剂对氧化镓纳米线的光致发光谱、快速退火处理对氧化镓纳米线阵列光致发光谱的影响。研究发现:单晶Si衬底可以在VLS机理下生长β-Ga₂O₃纳米线,而多晶Ga₂O₃薄膜表面只能在极少的薄膜缺陷处利用VS机理生长β-Ga₂O₃纳米线;单晶Si衬底上生长的β-Ga₂O₃纳米线直径随生长时间增加而增加;溅射时间、退火时间以及退火工艺能影响Au催化剂形貌;Au催化剂形貌结构能够影响β-Ga₂O₃纳米线阵列形貌和光致发光特性;快速退火处理后的β-Ga₂O₃纳米线光致发光谱发生改变。本文利用β-Ga₂O₃纳米线构筑了不同结构的紫外光电探测器件,研究器件在紫外光照条件下和无光照条件下的I-V特性曲线。研究发现:在金属Ga表面直接生长β-Ga₂O₃纳米线阵列并溅射Au电极,β-Ga₂O₃纳米线和Au电极之间形成肖特基势垒接触。形成垂直型自供电β-Ga₂O₃纳米线紫外光电探测器件;器件光电流和暗电流之比为1000:1,探测灵敏度高,在紫外光照条件下具有自供电性能。