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长波（8-12μm）红外探测器在民用和军事领域都有着广泛应用,尤其是用于红外吊舱、导弹制导等重大装备的红外探测器已经被列为国际战略资源,受到严格管控。新一代的红外探测器需要具备高探测率、多色、多波段、大面阵、更小体积的特点。近年来,锑化物超晶格逐渐成为红外探测材料,特别是长波红外波段研究的焦点,其中,In As/GaSb Ⅱ类超晶格材料具有带隙可调、电子有效质量大、均匀性好等优点,其长波红外探测器在高温、均匀性方面逐渐超越HgCdTe探测器。最近几年,Ga-free（In As/In AsSb）型超晶格红外材料进入人们视野,相比于In As/GaSb超晶格,Ga-free（In As/In AsSb）超晶格材料中不含Ga元素,避免了在禁带中引入与Ga有关的缺陷能级,提高了超晶格的少子寿命,降低了Shockley-Read-Hall（SRH）机制引起的产生-复合（GR）暗电流,有效提高了红外探测器性能。本论文一方面致力于分子束外延技术制备高质量的Sb化物长波红外超晶格材料,另一方面制备出高量子效率、高R0A的In As/In AsSb以及大面积均匀的In As/GaSb超晶格长波红外探测器。采用分子束外延技术在GaSb衬底上生长PIN结构In As/In AsSb超晶格长波红外材料,研究了生长温度、生长速率、V/ⅡI束流比以及快门开关顺序对晶体质量、微观形貌的影响;使用Sb元素浸润法优化了超晶格界面,成功制备出高质量的28ML In As/7ML In AsSb长周期长波红外超晶格材料。材料表面平整,无缺陷点出现,20×20μm2范围内材料表面均方根（RMS）粗糙度约1.3?,XRD显示超过5级的卫星峰,一级卫星峰半峰宽（FWHM）约80arcsec。通过优化生长条件以及衬底加热器参数,在4英寸GaSb衬底上制备了长波红外12ML In As/7ML GaSb超晶格材料,XRD显示超过6级卫星峰,一级峰FWHM约50 arcsec;中心到边缘处的XRD卫星峰位置一致,RMS粗糙度几乎无变化,约1.2?,说明In As/GaSb超晶格材料大面积生长的良好均匀性。采用ICP刻蚀、钝化等工艺,制作了In As/In AsSb超晶格PIN型长波红外单元探测器,有源区厚度为2μm。光谱响应曲线显示50%截止波长为8μm,量子效率为7%,-50m V偏压下暗电流为0.01A,零偏阻抗-面积乘积（R0A）为0.07Ω.cm2,探测率为4.61×109 cm.Hz1/2/W。制作了In As/GaSb PπMN型长波红外单元探测器,光谱响应曲线显示50%截止波长为10μm,峰值量子效率为32%,响应率为2.7A/W零偏阻抗-面积乘积（R0A）为0.2Ω.cm2,峰值的黑体探测率为8.77×1010cm.Hz1/2/W。