近年来,以二硫化锗（GeS2）为代表的ⅣA族金属硫化物在新型相变存储器、光敏开关、紫外光电探测器等领域得到应用。得益于高各向异性的晶体结构、大的载流子迁移率和高禁带宽度（3.6 e V）等优点,单斜相二硫化锗（m-GeS2,后文写作GeS2）成为紫外光（UV）探测器理想的制备材料。然而目前GeS2的可控制备困难,导致GeS2的光学和电学特性研究较少,严重制约了其在光电探测领域的应用和发展。为解决上述问题,本文采用化学气相沉积法（CVD）在SiO2衬底和GaN衬底上生长GeS2晶体薄膜探究其生长机理;采用第一性原理计算结合实验研究了GeS2及其异质结的光电特性;设计了GeS2/GaN异质结型紫外光电探测器（PDs）。主要研究工作与结果如下:首先,研究了GeS2薄膜的晶体生长机理,通过多种表征方法结合第一性原理计算研究了GeS2的光电性能。具体研究了GeS2薄膜形貌随生长时间和温度变化的演化过程,表明GeS2及其前驱体颗粒在高温下聚集融合形成致密膜层;通过多种表征手段确定在SiO2衬底上生长的GeS2薄膜具有良好的质量,禁带宽度为3.61 e V;基于第一性原理建立GeS2的模型,计算了态密度和能带结构,得到的能带信息与实验结果具有很好的匹配。其次,构建了GeS2/GaN异质结,研究了异质结的材料特性、能带结构以及各向异性的光电性能。通过多种表征手段确定在GaN衬底上制得了主要晶面为（330）,禁带宽度为3.61 e V,厚度为0.9μm的GeS2薄膜。通过X射线光电子能谱（XPS）和紫外光电子能谱（UPS）结果构建了异质结的能带模型,并证实为Type-Ⅱ能带结构,结合第一性原理构建了GeS2/GaN异质结模型,研究了异质结的稳定性与差分电荷密度,揭示了GeS2/GaN异质结的电荷转移和输运机制。通过光致发光光谱（PL）和角分辨偏振拉曼光谱（ARPRS）研究了GeS2薄膜材料的光学和振动模式的各向异性,结合能带理论和第一性原理计算GeS2各向异性的光吸收系数,解释了GeS2的PL峰抑制与各向异性以及偏振拉曼的实验结果。最后,基于GeS2/GaN异质结,设计并制备了光电探测器（PDs）,研究了探测器在紫外-可见光波段的光响应特性,探究了PDs在不同模式下的工作机理。研究了PDs在3V正偏压,365 nm光照下的响应度（R）和探测率（D*）分别为976 m A·W-1和6.23×1011Jones,分析光电流(Iph)、R和D*与光功率密度（P）的关系,揭示了PDs的光电响应由光电导模式主导。根据I-V曲线研究了PDs的开路电压(Voc)与短路电流(Isc)以及等效输出功率与P的关系,进一步的分析表明,该PDs具有良好的自供电响应性能,在0 V偏压下,R和D*分别为16.80 m A·W-1和1.03×1011Jones并具有快速的光响应速度,上升和下降时间分别为0.30和1.01 ms。与单纯的GeS2和GaN器件相比,GeS2/GaN探测器的Iph得到极大提升;与同类型的异质结PDs相比,GeS2/GaN PDs具有优异的光电探测性能。综上,结合第一性原理和实验结果研究了GeS2薄膜及其异质结的光电特性,对GeS2薄膜的生长机制和GeS2/GaN异质结的电学特性有了清晰认识;异质结提高了GeS2的光电探测性能,发掘了GeS2在紫外探测领域的应用潜力。本论文对于高性能紫外探测器的发展具有一定的指导意义。