β-Ga2O3是一种超宽禁带半导体,禁带宽度约为4.9 e V,在可见光区透过率可达80%以上,击穿电压为8 MV/cm,巴列加优值为3444。由于具有禁带宽、在可见光区透射率高、耐高电压、可承载高电功率等优点,因此,β-Ga2O3在包括日盲紫外探测器、电子功率器件、气体传感器等诸多关键领域有着广阔的应用前景。在日盲紫外探测器方面,相比于其他日盲紫外材料,如AlxGa1-xN、金刚石、MgxZn1-xO等,β-Ga2O3具有禁带宽度对应日盲紫外区（200-280 nm）中部、稳定性好、易制备大面积单晶等优势,因此备受重视。近年来,β-Ga2O3相关领域取得许多研究进展,但许多方面仍有待提高。首先,在β-Ga2O3外延薄膜生长方面的研究仍不成熟,晶体质量有待提高,对于包含大量生长参数的现代外延技术,关于各生长参数对薄膜特性产生影响的认识仍不充分,这制约了对晶体质量的提高;其次,在日盲紫外探测器方面,关于β-Ga2O3外延薄膜的生长过程由各生长参数决定的对探测器性能所带来影响的认识有待提高,并且缺乏对基于β-Ga2O3同质外延薄膜的探测器的研究。针对以上热点、难点问题,本研究中,着眼于β-Ga2O3外延薄膜的生长及β-Ga2O3日盲紫外探测器,进行了以下几方面的研究:1.利用高温金属有机物化学气相沉积（metal organic chemical vapor deposition,MOCVD）技术,以高纯O2和三甲基镓（Trimethylgallium,TMGa）为反应源,在蓝宝石（0001）衬底上进行了β-Ga2O3异质外延薄膜的生长。采用控制变量法,通过改变MOCVD工艺过程中气相VI/III比、总气体流量、反应压强和生长温度,实现了生长条件的优化;并且,我们系统研究了这四个生长参数的变化对所制得的β-Ga2O3薄膜的生长速率、结晶特性、表面形貌及光学特性四方面的影响及产生影响的机制,其中,气相寄生反应与外延生长之间的竞争关系对β-Ga2O3薄膜的生长速率产生了明显的限制;生长温度的提高对薄膜的晶体质量带来了显著的的提升;薄膜的表面形貌受生长初期的成核密度、气流均匀性、气相反应剧烈程度等多方面影响;β-Ga2O3薄膜的光学禁带宽度较为稳定,发光特性则与晶体质量表现出明显的相关性。2.将不同生长条件下制备的β-Ga2O3异质外延薄膜制成水平结构的光电导型日盲紫外探测器,并系统讨论了薄膜特性的变化对紫外探测器的光暗电流、外量子效率、响应度和响应速度等方面的影响及相关物理机制,建立了由生长参数决定的薄膜特性与探测器性能之间的联系。其中,晶体质量对探测器性能的影响最为明显,由不同晶体质量范围内的β-Ga2O3薄膜制成的探测器性能遵循不同的变化规律。此外,薄膜的厚度与表面粗糙度同样对探测器的性能产生一定影响。3.利用高温MOCVD技术,在β-Ga2O3（2 01）单晶衬底上进行了β-Ga2O3同质外延薄膜的生长,对生长温度进行了优化,并对薄膜的结晶特性、表面形貌、发光特性、元素组成等多方面特性进行了系统的分析。相比于相同温度范围内的异质外延,随生长温度提高,同质外延薄膜的晶体质量并没有持续提高,而是受气流均匀性的影响,呈现出先升后降的变化趋势。薄膜的表面形貌和发光特性与晶体质量的变化规律高度吻合。优化后薄膜的X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）双晶摇摆曲线半高宽（full width at half maximum,FWHM）为21.6 arcsec,优于衬底26.3 arcsec。4.基于非故意掺杂（unintended doped,UID）β-Ga2O3衬底上生长的同质外延薄膜制备了水平结构和垂直结构的日盲紫外探测器,研究了探测器的光暗电流、外量子效率、响应度等特性,其中,在254 nm光照下,水平结构日盲紫外探测器响应度以及外量子效率分别可以达到915.3 A/W和4.47×10~5%,垂直结构日盲紫外探测器响应度以及外量子效率分别可以达到44.29 A/W和2.16×10~4%。5.基于Fe掺杂半绝缘β-Ga2O3衬底上生长的同质外延薄膜制备了水平金属-半导体-金属（metal-semiconductor-metal,MSM）结构和水平肖特基势垒二极管（Schottky barrier diode,SBD）结构的日盲紫外探测器,研究了探测器的光暗电流、外量子效率、响应度、响应速度和选择性等特性。在254 nm光照下,MSM结构测器的光暗电流比可达到1.17×10~3,响应度以及外量子效率可以达到1.08A/W和5.29×10~2%;SBD结构探测器的光暗电流比可达到3.30×10~2。