新兴宽禁带半导体材料氧化镓（Ga2O3）具有室温下4.5～5.0 e V的直接带隙、吸收系数高、稳定性好、制备工艺简单、生产成本低廉、耐高温高压以及强辐照等优势,是一种天然深紫外探测材料,在空间通讯、紫外探测、生物医药和气体监测等诸多领域具有重要的应用前景。然而,目前Ga2O3基紫外光电探测器和气体传感器的研究仍处于起步阶段,相关性能指标仍需根据具体应用场景进一步优化。此外,随着柔性电子学的迅猛发展,对高性能柔性光电探测器的需求与日俱增。由于衬底温度的限制（一般低于200℃）,很难在柔性衬底上直接生长高质量Ga2O3薄膜（一般需要800℃以上）,大量点缺陷的存在严重影响了器件性能的改善和提升。如何兼具高光响应度与高信噪比一直是Ga2O3光电探测器研究领域急需攻克的难题之一。另外,Ga2O3材料内部丰富的氧空位缺陷使其对O3等含氧气体非常敏感,结合光电响应性能,有望研制可在室温工作的柔性Ga2O3基臭氧气体探测器。基于上述对Ga2O3材料优势与前景的分析,本论文开展了Ga2O3薄膜材料缺陷调控工艺的研究,通过原位掺杂、后退火和表面修饰等手段,得到了兼具高响应度与高光暗比特性的高性能柔性紫外光电探测器,以及紫外光辅助的可实现柔性化的室温臭氧气体传感器。本文取得的主要研究成果如下:（1）利用插入Ga金属中间层结合高温后退火处理的独特工艺,在耐高温、可弯折的云母衬底上获得了内嵌有Ga纳米球的β-Ga2O3复合薄膜;基于该纳米复合膜的紫外光电探测器在250 nm处显示出光谱响应峰值,在10 V偏压下具有0.6 p A的极低暗电流和3×106的极高光暗比,以及小于50 ms的快响应速度;此外,半径低至8 mm的柔性弯曲实验和相应的10000次疲劳测试也证明了该器件具有良好的柔性与稳定性;拉曼实验结果表明退火后薄膜中出现了与β-Ga2O3相关的Ga I（OI）2和Ga IO4振动模式,有效改善了β-Ga2O3薄膜的化学计量比和晶格有序性,因此与室温制备的柔性非晶Ga2O3紫外光电探测器相比,该柔性β-Ga2O3紫外光电探测器具有更好的日盲紫外光响应特性。（2）通过精确调控磁控溅射生长过程中氢气流量的方法,开发了一种柔性PEN衬底上非晶Ga2O3薄膜的原位氢掺杂技术,结合中子反射与X射线反射实验结果,验证了氢的有效掺入;在此基础上研制了一系列高性能柔性紫外光电探测器,获得了兼具超高光暗比（>107）和超高响应度（3.04×104 A/W）的最优器件性能,实现了对低至<10 n W/cm2的极微弱紫外光的探测;柔性弯曲测试、10000次的疲劳测试及超过3个月的器件稳定性追踪测试表明器件具有良好的柔性、鲁棒性和稳定性。（3）利用In Ga Zn O（IGZO）修饰的非晶Ga2O3薄膜作为传感层,研制了紫外光辅助的室温臭氧气体传感器。研究发现器件探测臭氧的能力随表面IGZO颗粒尺寸增大而增强,当颗粒尺寸过大聚结为膜时,臭氧传感性能倾向于衰退。器件的主要工作原理在于表面纳米颗粒的修饰有助于比表面积以及表面光生载流子数目的增加;FDTD光学仿真结果也验证了这一推测。本工作通过引入光场及表面纳米颗粒修饰实现了室温臭氧气体传感,具有成本低、常温检测、易集成和批量生产等优点,极大地拓展了非晶Ga2O3薄膜的应用领域。综上所述,本论文针对于Ga2O3材料的紫外探测能力与臭氧监测能力,制备了高性能、柔性化且低成本的紫外光电探测器和臭氧气体传感器,拓展了Ga2O3材料在民用、国家安全和各种极端环境下的应用前景。