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作为第三代宽禁带半导体材料的代表,氮化镓（GaN）具有直接带隙、光吸收系数大、抗辐射及耐高温等优良的材料特性,非常适合制备高性能的紫外探测器。这些探测器在导弹飞机预警、燃烧过程检测、工业火焰探测以及环境紫外线检测等领域都有重要的应用价值。由于价格竞争优势,大多数GaN基紫外探测器制备在蓝宝石衬底上,然而标准蓝宝石衬底与GaN外延材料之间存在较大的晶格热失配,薄膜内部往往有较大的位错密度,容易导致较大的反向漏电流密度,增加器件的背景噪音并降低光电转化效率。目前,两种有效改善GaN晶体质量的方法是在图形化蓝宝石衬底（patterned sapphire substrate,PSS）上生长外延层,或者在生长外延层之前先生长缓冲层减小应力。鉴于此,本论文主要在具有PSS和缓冲层衬底的外延片上制备了GaN基紫外探测器,具体的研究内容归纳如下。1、搭建了相关的电学和光学特性测试系统。设计和搭建了高灵敏度的光电流瞬态响应测试系统,该系统具有极小的自响应时间,约为8μs;设计和搭建了低频噪声测试系统,能够实现对低频1/f噪声的精确测量;此外,从增强光源功率和减小光传输衰减两个方面入手,优化了光谱响应测试系统。2、在基于PSS且掺杂渐变的GaN外延片上制备了肖特基型紫外探测器。与传统结构的器件相比,该器件表现出了显著改善的电学和光学特性:室温下,当偏压为-5 V时,器件具有极低的暗电流密度1.3×10-8 A/cm2,在正向低偏压下,随着温度的升高,电流输运机制由隧穿为主变为扩散与复合电流共同作用;在零偏压下,紫外/可见光抑制比为4.2×103,最高的响应度为0.147 A/W,最大外量子效率为50.7%,甚至在深紫外波段（360 nm-250 nm）平均量子效率也大于40%;开启时间和关闭时间约为115μs和120μs,基本不随偏压变化,且具有很好的热稳定性;零偏压下热噪声限制的极限探测率为5.5×1013 cm·Hz1/2/W,-5 V偏压时探测率约为6.72×1010 cm×Hz1/2,同已报道的相似结构器件的最高探测率处于同一个水平。3、制备了AlGaN基金属-半导体-金属型紫外探测器。通过在传统蓝宝石衬底和AlGaN外延层之间高温生长AlN作为缓冲层来提高晶体质量。结果表明:器件具有极低的暗电流8 pA;在10 V电压下的响应度约为0.07A/W,量子效率为41.5%;器件的平均开启时间和关闭时间约为111μs和77μs;热噪声限制的极限探测率为4.89×1012 cm·Hz1/2/W,-5 V偏压时,器件探测率约为6.26×109 cm×Hz1/2。同时,还对器件进行了电压应力退化实验,发现暗电流及响应度随应力时间逐渐减小,但静置一段时间后,光电参数又可恢复至受应力前水平,推测可能是材料内部的陷阱效应所导致。