有机-无机杂化钙钛矿（CH₃NH₃Pb I₃）作为一种新型光电材料,兼顾有机物与无机物的优缺点。因此相对于无机物,拥有制备容易,工艺简单,成本相对低廉等优点;相对于有机物具有较高的载流子迁移率和光吸收能力。钙钛矿的缺点为化学性质不稳定,遇水易分解,受热易分解。钙钛矿材料在各种领域有着广泛的应用,尤其在光伏方面很优秀,如在太阳能电池的应用最为人熟知,用其制备的太阳能电池效率从2009年的3.8%增长到目前的25.5%。氧化钛（Ti O₂）和氧化锌（Zn O）常作为钙钛矿太阳能电池中的电子传输层,他们与钙钛矿形成的异质结被广泛研究。氧化镓（Ga₂O₃）以其优异的导电性能和发光特性在宽禁带半导体领域越发引起研究人员们的重视。Ga₂O₃与Zn O一样,导带与钙钛矿的导带很接近,理论上在形成异质结时势垒相比于其他材料较小,有利于电子传输,提高器件性能。目前Ga₂O₃与钙钛矿形成的异质结还未被广泛研究,本文将制备Zn O和Ga₂O₃与钙钛矿形成的异质结研究其特性,计算并分析异质结光电探测器性能参数,具体内容如下:1.在500 nm的重掺杂二氧化硅（Si O₂）采用磁控溅射工艺（PVD）制备6 nm、12 nm、18 nm和24 nm厚度的氧化镓,另采用原子层沉积工艺（ALD）在Si O₂制备100 nm、300nm、500nm厚度的氧化镓以及5 nm、10 nm、100 nm、300 nm和500 nm厚度的氧化锌,然后采用一步溶液法在制备好的氧化镓和氧化锌表面制备300 nm厚度的钙钛矿,最后采用磁控溅射工艺在Si O₂衬底下表面和钙钛矿表面制备160 nm厚的电极铝（Al）和电极金（Au）,最终形成Al/Si O₂/金属氧化物/CH₃NH₃Pb I₃/Au结构的器件。并使用扫描电子显微镜（SEM）、椭偏仪、X射线衍射谱（XRD）、光致发光谱（PL）、紫外可见吸收光谱（UV）、射线电子能谱（XPS）等方法对制备好的氧化镓、氧化锌和钙钛矿薄膜进行了材料表征。2.对上述制备好的器件进行了电流-电压（I-V）和电流-时间（I-t）测试。研究了不同厚度的金属氧化物与钙钛矿形成的异质结电学特性的影响。根据I-V测试结果及相关推算发现,在Al/Ga₂O₃/CH₃NH₃Pb I₃/Au结构中,当氧化镓的厚度为12nm,18nm,24nm时,占主导的载流子的输运机制为肖特基发射机制,当氧化镓厚度为100nm,300nm,500nm时,占主导的载流子主要的输运机制变为欧姆机制。在同一输运机制且其他条件一致的情况下,氧化镓厚度的增加会使得电流变小。而对于Zn O基的器件结构,占主导的载流子的输运机制为肖特基发射机制,相同电压下电流随着氧化锌的厚度增大而减小。3.研究了不同光照强度对器件电学特性的影响,光照强度分别采用10 m W/cm²、7.5 m W/cm²、5 m W/cm²和暗态条件作为对照条件,实验对超过20片样品做了不同光照强度的测试,所有器件都表明随着光照强度的增加,光生电流会随之增大,表明光照强度的增加会使作为光吸收层的钙钛矿产生更多的光生载流子。实验结果也表明金属氧化物厚度的增加会阻碍器件对光照强度的响应,退火工艺则会增强器件对光照强度的响应。4.研究了金属氧化物退火与否对器件电学特性的影响。氧化镓经过退火工艺后器件I-V图像的迟滞增大,表明退火后氧化镓薄膜层内可动离子增多。实验发现金属氧化物退火之后与钙钛矿形成的异质结开启电压增大,表明退火之后金属氧化物电子激活能增加。金属氧化物退火工艺会影响器件作为光电探测器的性能,其他条件相同的情况下,金属氧化物退火之后的异质结光电探测器暗态功率,响应度普遍小于未退火,且开光比普遍大于未退火,退火与否对探测率影响并不显著,表明金属氧化物退火会降低探测器光电转换率,但是会减少探测器功耗,使得探测器探测能力显著增加。总的来说,器件的金属氧化物层退火之后作为光电探测器的性能提升较大。5.实验发现当氧化锌层为5nm和10nm时的样品会发生自供电现象,即电压为零时将样品连入闭合回路并且给予一定的光照,在无外加电源时回路中会产生电流。开光比最高达1198,探测器的探测能力较力十分显著,有希望制备自供电探测器。