生物微弱发光探测、量子信息传输、单分子分辨等多种应用需求的推动，弱光探测成为近年来研究的热点，特别是单光子探测器，更是国际上主要研究机构的重点方向。目前单光子探测器向着无制冷、低工作电压、低暗计数率、便于集成等方向发展，但是光电倍增管和可见光光子计数器需要很高的工作电压，雪崩光电倍增管暗计数率较高，而超导边界转换传感器和超导纳米线单光子探测器需要极低的工作温度。近年发展起来的量子点场效应高增益弱光探测器(QDFET-PD)采用量子点作为载流子限制机制，具有室温工作的潜力和极高的响应度，同时器件工作电压在300mV左右，暗计数率小于100Hz，器件的场效应结构便于平面集成。因而具有满足上述诸多要求的潜力，显现出巨大的研究和应用价值。　　本论文针对量子点场效应高增益弱光探测器开展研究，通过对器件的模拟，优化了器件的结构设计；通过优化MBE生长条件，提高了载流子迁移率，降低了量子点密度并生长出器件的材料结构；成功制备出极高灵敏度的室温弱光探测QDFET-PD原型器件。　　主要工作以及创新点如下：　　(1)利用NH4OH：H2O2：H2O腐蚀液湿法腐蚀液成功制备出了侧壁为(111)A面的V形槽图形衬底，并且利用MBE成功生长出了弯月形量子线结构和三角形量子线结构。弯月形量子线的PL谱峰值波长在793.7nm和799.5nm处与计算吻合。成功制备出了量子线场效应弱光探测器的原型器件，光响应范围为700nm-875nm。　　(2)对量子点场效应高增益弱光探测器的材料结构生长进行了研究。通过优化生长温度，有效地将器件的载流子迁移率提高到6732cm2/V·s。此外，采用分子束外延梯度生长法制备出了低密度量子点结构的样品，量子点密度降低到39个/μm2。利用分子束外延技术成功地生长出了高载流子迁移率、高量子点电荷束缚结构。　　(3)建立了量子点栅控窄沟道器件模型，通过不均匀离散化有限差分法求解一维薛定谔方程和一维泊松方程，系统模拟、分析了器件的能带结构和载流子分布，掌握了栅压对沟道载流子浓度的调控规律；通过FDTD软件模拟了光入射器件中的光场分布，有效提高了吸收效率；完成了器件结构的优化设计。　　(4)在纳米光滑的载流子梯形沟道和透明金属栅电极制备等关键工艺上取得突破，首次研制出室温量子点场效应高增益弱光探测器，探测器的光响应度可以达到1.3×108A/W，器件的探测效率可以达到2.6％，光谱响应宽度范围为550-1050nm，为实现单光子探测奠定了很好的基础。　　(5)制备出了室温量子点高增益弱光信号自栅控器件的原型器件，器件的开启电压小于100mV，器件开启以后工作电流在pA量级，器件的响应度为1.1×106A/W。