光电探测器是一种可以将光信号转换为电信号的装置,在军事和国民经济的各个领域中发挥着举足轻重的作用。随着社会的发展,人们对光电子器件微型化、可穿戴性、宽探测波段、高灵敏度的需求日渐增长,但目前商业化的硅基等光电子器件难以实现上述特性。二维层状纳米光电材料结合铁电层展示出优异的光电性能,但铁电层的临界尺寸效应限制了器件微型化发展。二维α-In₂Se₃是一种面内与面外极化相关联的材料,兼备窄光学带隙（可见光宽波段）和强光吸收特性,其优异的光电特性为构建基于二维铁电的高性能光电探测器提供了良好的材料基础。目前高质量二维α-In₂Se₃制备困难,且其光电探测器性能有待提高。本文的工作首先优化二维α-In₂Se₃的机械剥离法工艺,制备了高质量α-In₂Se₃纳米片。其次研究了高压极化对α-In₂Se₃基光电探测器单元光电性能的影响。最后利用Pt纳米颗粒修饰二维α-In₂Se₃表面,大幅度增强α-In₂Se₃基光电探测器单元的光吸收效果。具体研究内容及结果如下:一、α-In₂Se₃纳米片的制备及表征。利用机械剥离法制备α-In₂Se₃纳米片,并优化了剥离工艺,如加热台辅助、斜45°夹角定向分离。通过XRD、Raman、AFM、SEM等仪器设备对所制备的纳米片进行了形貌、畴结构和成分等表征,结果表明成功制备出大面积、高质量且具有铁电性的α-In₂Se₃纳米片。二、铁电极化调制α-In₂Se₃基光电探测器单元性能研究。在获得的α-In₂Se₃纳米片上使用小型离子溅射仪制备了平面型双端α-In₂Se₃基光电探测器单元,并测试其光电探测性能,结果表明探测器单元在高压极化后光电探测性能大幅度提升且循环稳定性良好。该探测器单元在可见光全波段、功率为32.6 m W/cm²的太阳光模拟器照射下,可获得400%的光暗电流开关比,探测器的响应速度分别为44.5 ms/54.2 ms。对探测器单元进行电压极化后,电流开关比可高达10⁵%,此时探测器的响应速度分别为46.3 ms/20.4 ms。三、Pt纳米颗粒修饰α-In₂Se₃基光电探测器单元性能研究。通过覆盖具有圆孔阵列的掩膜版制备Pt纳米颗粒修饰的探测器单元并测试其光电探测性能,结果表明Pt纳米颗粒修饰α-In₂Se₃纳米片表面可以显著增强光电探测性能。该探测器单元获得高达2×10⁹%的光暗电流开关比,探测器的响应速度分别为118ms/51.7 ms,器件单元光响应度达到了2000 A/W。