金刚石极为优异的物理化学性质使其成为能够应对恶劣条件和严格要求的“未来”材料。超宽带隙和高载流子迁移率是其作为深紫外探测器和光导开关衬底材料的重要条件。而单晶生长金刚石技术的发展进步解决了金刚石的成本问题,也为其光电器件方面应用铺平了道路。目前金刚石光电应用研究方兴未艾,但是在分析器件工作机理方面尚有不足,同时关于金刚石光导开关的研究更是寥寥无几。对此,本文制备了基于CVD金刚石衬底的光电导器件,使用实验测试与仿真工具分析研究器件用作深紫外探测器和光导开关时的工作机理与工作特性。本文的主要工作为如下几点:(1)提出了金刚石光电导器件应用于Silvaco的建模方法。由于金刚石光电导器件的模拟仿真工作国内外鲜有介绍,也缺乏仿真模型,因此本文重点工作和创新点之一便是建立起金刚石光电导器件的仿真模型。所建模型基于其他金刚石器件的仿真工作和实验所测参数。其中具体引入了温度相关的带隙模型、杂质与陷阱模型、与温度、掺杂和电场强度相关的迁移率模型、光吸收模型、碰撞电离模型以及触发光照模型。(2)制备了基于CVD金刚石衬底的光电导器件,完成了对器件的暗态和光响应测试。测试光源包括可见光与185nm、254 nm和365 nm的紫外光。实际制备了两种电极结构,其中同面大电极结构的性能较好,其暗电流小于1pA,在185nm下的光响应达到了137nA,而且185nm/可见光的抑制比高达6×10~5,表明可见光背景噪声对工作性能影响很弱,所制器件完全可以用作可见光盲的深紫外探测器。(3)使用所建仿真模型完成了对国外文献以及本文实验的仿真拟合。首先重现文献报道的薄膜紫外探测器的实验数据,确定因空间电荷限制电流效应影响,造成其暗态I-V特性呈幂律关系且光电流在空间电荷区处集中分布。之后复现了本文的实验结果,仿真结果表明:金属杂质引入引起表层陷阱浓度的增大,导致器件的光响应下降,性能变差。还得到同面器件的外量子效率随波长增大呈倒U型变化,其峰值在210nm。(4)仿真和分析了不同结构金刚石光导开关的工作特性。对于同面电极结构的开关,其暗态最大承压为41KV,电场集中分布于阳极内侧,导致器件在表面处击穿。而且其对213nm波长的光响应远好于224nm,瞬态光电流峰值前者是后者的6倍。在阳极下施加重掺杂层后,仿真结果显示该结构最大承压最多可增加40%,光电流可增加6.4%。对于垂直电极结构,因其电场呈纵向均匀分布,承压能力大大增强,暗态最大承压为96KV。而因为其电极结构和内部电场分布更均匀,其对224nm的光响应好于213nm,光电流峰值前者比后者高出20倍。