锗基光电探测器因其独特的通信带宽响应特性和良好的CMOS技术兼容性,使其在光探测方面具有广阔的应用前景。但目前商用探测器的响应波段范围普遍局限于某一波段,难以达到多波段融合、小型化、低重量的探测需求。因此在本项工作中,采用化学气相沉积法制备了表面形貌完整、透过率高、性能优异的单层石墨烯薄膜,并在多层石墨烯和半导体锗基之间引入薄的Si O2界面层,制备了基于石墨烯异质结的原型器件。通过改变Si O2的厚度、石墨烯的层数、半导体锗基的导电类型、退火工艺等对器件进行结构的改进、性能的提升。并且测试了器件的光谱响应范围、I-V特性、计算了响应度、开关比、响应时间等光电特性,最后结合器件的光电特性,分析探讨了光电子的响应机制。论文主要的研究结果如下:（1）石墨烯薄膜的制备及表征:结果表明甲烷流量为20sccm、反应温度为1030℃、退火时间为20min、反应时间为10min时可以获得表面形貌完整,形核质量高、缺陷少的石墨烯薄膜,拉曼光谱测试结果表明该工艺条件下制备的石墨烯薄膜在1360nm处没有D峰出现,证明在该条件下的石墨烯没有大的缺陷,1580nm处的G峰尖锐且半峰宽度较小,表明石墨烯的结晶程度良好,2D峰峰值比较高,I2D/IG=2.089＞2,说明表面有单层石墨烯薄膜。另外分光光度计测试可得1层、2层、4层、7层、10层石墨烯薄膜在200nm-2400nm的平均透过率分别为98.65%、94.85%、93.08%、88.45%、82.55%,由此可得堆叠的石墨烯层数越厚其透过率越小,并且在紫外和可见波段的透过率略低于在红外波段的透过率。（2）不同参数对石墨烯异质结器件的影响:1)引入界面氧化层可以有效的增加其势垒高度从而减小暗电流,但是如果界面氧化层过厚,光生载流子将不能有效的穿过界面氧化层,使光电流降低,进而使器件的开关比和响应度降低。2)随着石墨烯的层数的增加,2D峰和G峰的峰值都在变大,且2D峰的宽度也在变宽;石墨烯层数的增加会引起石墨烯的载流子浓度的增加进而使器件的产生的光响应增加。但是如果堆叠的石墨烯过厚,此时石墨烯可能已不再是二维结构且透过率会降低,进而对器件性能产生影响。3)半导体锗的掺杂类型也会对器件性能产生影响,具体表现在N型锗与弱P型石墨烯之间产生的光电方向为正向,P型锗与弱P型石墨烯为反向;N型锗与弱P型石墨烯之间的逸出功差远远大于P型锗与弱P型石墨烯之间逸出功之差使N型锗制备的器件性能更好;4)退火工艺可以使石墨烯与Si O2衬底密切接触,Si O2与Ge界面态缩减导致界面电荷密度降低。减小表面态对范德瓦尔斯结的影响,减小器件产生的暗电流,进而使器件性能提高。（3）器件的光电响应特性:测试结果表明器件在254nm-2200nm（紫外-可见-近红外短波-近红外长波）波长范围内均有响应;且在980nm处响应度和开关比达到峰值分别78.36m A/W、1.74×10~3;上升时间和下降时间分别为1ms、3ms;最后结合器件的光电特性,分析探讨了光电子的响应机制。