近年来,日盲紫外探测器在民用和军事应用中受到了广泛关注,如导弹跟踪、短距离安全通信和臭氧层空洞检测。宽禁带半导体材料适合制造日盲紫外探测器。其中,β-Ga₂O₃的带隙约4.9 eV,具有高化学稳定性、高机械强度和高击穿电场等优势,被认为是光电器件理想的候选者。但是,制造高响应度和高探测率的基于β-Ga₂O₃的紫外探测器仍在薄膜外延生长方面存在严峻挑战。此外,衬底的选择对于氧化镓薄膜的异质外延生长起着重要的作用。为了获得高质量的β-Ga₂O₃薄膜以及高响应度和高探测率的紫外探测器,本文采用等离子体辅助分子束外延技术,在c面蓝宝石基片表面沉积了Sn掺β-Ga₂O₃薄膜（以下简写为Sn:β-Ga₂O₃）,研究了Sn:β-Ga₂O₃的紫外光电探测器性能,并对比研究了不同单晶基片取向对所沉积β-Ga₂O₃薄膜光电响应特性的差异。具体研究结果如下:（1）因Sn:β-Ga₂O₃的良好电导特性,基于Sn:β-Ga₂O₃薄膜的金属-半导体-金属（metal-semiconductor-metal,MSM）光电探测器具有更优异的光电响应特性,不仅具有较高的光电流和响应度,其综合性能参数探测率指标也比较高,但由掺杂导致材料质量的下降,器件的响应时间特性变得很差,具有比较严重的持续光电导效应,其下降时间常数达到4.2秒。为了改善响应时间特性,本论文由Sn:β-Ga₂O₃与非故意掺杂β-Ga₂O₃（以下简写为β-Ga₂O₃）构筑了多层膜结构,研究结果表明:基于多层膜的MSM光电探测器,虽然其探测率有所下降,但光暗电流比获得了极大提升,与基于Sn:β-Ga₂O₃薄膜的MSM光电探测器相比,基于β-Ga₂O₃/Sn:β-Ga₂O₃/β-Ga₂O₃三明治结构的光电探测器,其光暗电流比由901提高到3080,最为重要的是:其下降时间常数由4.2秒减小到0.7秒,其持续光电导效应得到了有效抑制,综合光暗电流比、探测率和响应时间特性参数,β-Ga₂O₃/Sn:β-Ga₂O₃/β-Ga₂O₃三明治结构更适合光电探测器的研制。（2）论文对比研究了c面和r面蓝宝石生长的β-Ga₂O₃薄膜微观结构和光电响应特性,研究结果表明:在c面蓝宝石生长的β-Ga₂O₃薄膜为（^<sub>201）面取向,而在r面蓝宝石生长的β-Ga₂O₃薄膜具有两种结晶取向,由（100）面平行于基片表面的β-Ga₂O₃晶粒和（001）面平行于基片表面的β-Ga₂O₃晶粒共同组成。与c面蓝宝石生长的β-Ga₂O₃薄膜相比,虽然,r面蓝宝石生长β-Ga₂O₃薄膜的结晶取向并不单一,但具有更好的光电探测性能,响应度和探测率分别为170.2 A/W和1.34×10¹⁴ Jones,几乎是c面蓝宝石所生长薄膜光电探测器性能指标的两倍,采用r面蓝宝石生长的β-Ga₂O₃薄膜也是日盲紫外探测器研制的候选材料。