红外探测尤其双色红外探测技术因其探测波段范围广、特征信息丰富、分辨能力强、抗干扰等优点在军事及民用领域均发挥着重要的作用。在红外探测领域,根据大气窗口通常划分为短波红外（1-3 μm）,中波红外（3-5 μm）和长波红外（8-14μm）。本文采用锑化镓（GaSb）体材料作为短波红外吸收材料,砷化铟/锑化镓（InAs/GaSb）Ⅱ类超晶格作为中波和长波红外吸收材料,利用能带模拟、分子束外延生长和器件制备工艺实现了 GaSb基短/中、短/长、中/中和中/长四种双色红外探测材料和器件。研究了外延材料的表面形貌、晶体结构和双色红外探测器的光电性能。主要研究内容如下:（1）优化了 GaSb缓冲层和InAs/GaSbⅡ类超晶格的外延生长参数,包括生长温度、Ⅴ/Ⅲ束流比和InSb界面生长时间。优化后的GaSb缓冲层和InAs/GaSbⅡ类超晶格的表面均方根粗糙度RMS分别为1.8A和1.97A,超晶格零级峰半峰宽为41.22arcsec,与衬底峰应变值为0.0347%。InAs/GaSb Ⅱ类超晶格退火实验表明,超晶格最高承受温度不得超过Tc+75℃,在Tc+60℃对GaSb体材料进行了低温生长实验,低温下优化后的束流比为Sb/Ga=7,RMS为1.79A。（2）重新生长了 10/1/5/1和18/3/5/3 M结构超晶格从而对生长参数进行了确认,对掺杂源炉温度以及对应的掺杂浓度进行了研究。通过材料外延实验的基础以及结构设计和能带模拟实现了高质量短/中、短/长、中/中和中/长双色红外探测器件的外延生长。四种器件中包含的不同结构超晶格零级卫星峰均重合,重合的零级峰半峰宽分别为 17.57arcsec、38.77arcsec、36.34arcsec 和 27.92arcsec,与衬底峰的应变值分别为0.0905%、0.0215%、0.1224%和0.030%。（3）对四种双色器件进行了工艺制备和电学光学性能测试,测试结果如下:短/中双色器件两通道的截止波长分别为1.6μm和5.02μm,器件的最大阻抗值RA与暗电流密度值J分别为1.86 × 106Ω·cm2和4.12 × 10-7A·cm-2。短波与中波通道的光学串扰分别为0.0049和0.295,峰值量子效率分别为35.86%和25.47%,峰值探测率分别为7.63 × 10¹¹cm·Hz^1/2/W和4.05 × 1010 cm·Hz^1/2/W。并在器件工艺过程中进行了硫化与钝化工艺的对比,硫化与只钝化器件的侧壁电阻率分别为4.49 × 107Ω·cm和6.83 × 106Ω·cm。短/长双色器件两通道的截止波长分别为1.64μm和11.06μm,最大阻抗与面积乘积值RA为3.75×107 Q·cm2,短波通道与长波通道的峰值响应度分别为0.7 A/W和1.5 A/W,峰值量子效率分别为0.6%和17%。短波通道在1.5μm处峰值探测率为1.4 × 109cm.Hz^1/2/W,长波通道在5μm处探测率达到1.052 ×10¹¹cm·Hz^1/2/W。中/中双色器件两个通道截止波长分别为3.7μm和5μm,最大阻抗与面积乘积值RA为4.96 × 106Ω·cm2,3.7μm和5μm中波通道的峰值响应度分别为0.0406 A/W和2.909 A/W,峰值量子效率分别为2.37%和35.06%,峰值探测率分别为 1.453 × 10¹²cm·Hz^1/2/W和9.936 × 10¹³cm·Hz^1/2/W。中/长双色器件的中波通道和长波通道的截止波长分别为4.8μm和10.5μm,最大阻抗与面积乘积值RA为2.48 × 105Ω·cm2,中波通道和长波通道的峰值响应度分别为0.2664 A/W和0.5169 A/W,峰值量子效率分别为8.12%和13.12%,峰值探测率分别为2.04 × 10¹²cm·Hz^1/2/W和3.95 × 10¹²cm·Hz^1/2/W。