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近年来，随着红外探测技术的发展，其应用已经不单单局限于军事，而是逐渐渗透到了我们生活的方方面面，例如测温防疫、运动监测、光学通信、化学传感、搜索救援等等，这些越来越多的功能性应用对红外探测提出了新的需求，即进一步实现室温高性能、灵敏宽谱段、小型低成本的红外探测器。而在此时，低维材料由于其独特的结构特征与物理特性，引发了众多科研学者们的关注，其中，纳米线有着极小的尺寸，丰富的表面态，优越的比表面积等等，这些使得它在光电探测应用中存在非常大的潜力，极有望在下一代光电器件沟道材料中扮演重要角色。本论文详细调研了近年来纳米线红外探测的研究进展，发现暗电流过大与噪声干扰是阻碍红外探测技术发展的主要问题，基于该问题，很多研究工作在进行中并取得了有效的成果，其中，纳米线的表面态调控或核壳结构构建对于降低暗电流，提高红外探测性能有着很大的影响。因此，本论文主要致力于合成适合红外探测的具有丰富表面态或核壳结构的半导体材料，并研究其表面态或核壳结构在红外探测性能调控中所起到的作用与意义。
经过进一步的调研发现，Ⅲ-Ⅴ族半导体材料具有带隙窄与载流子迁移率高的特点，适于红外探测，并且表面存在天然氧化层，表面态丰富，非常适于我们的研究。在Ⅲ-Ⅴ族半导体材料中，又发现InAs与GaAs纳米线表面存在的天然氧化壳层会由于氧化层的耗尽作用导致其双极性的电学性能，并且氧化层内还存在低能级缺陷，使得纳米线暗电流在一定程度上有所下降，因此，结合二者特征，本论文选择制备三元合金InGaAs纳米线来具体研究氧化层导致的双极性纳米线的红外探测应用，具体内容归纳如下:
首先使用简单的Ni金属催化固源化学气相沉积方法制备了三元合金InGaAs纳米线，并通过形貌表征、成分分析以及光学表征等确定该纳米线为带隙1.28eV的In02Ga0.8As材料;然后将其制成了单根纳米线场效应晶体管后发现，其电学性能呈现为双极性，经过氧化实验与微结构表征证实，其双极性性能来源于纳米线表面的天然氧化层壳;基于以上发现，又将该纳米线器件放置于850nm红外光下测试红外探测性能，该探测器在-15V与+15V的栅压下分别展示了0.5pA与50pA的极低暗电流，以及相应的53mA·W-1与283mA·W-1的最高光响应度。除此之外，还基于InGaAs纳米线的化学气相沉积制备技术，将生长衬底硅片换为更低成本的载玻片，同样制备出了InGaAs纳米线。
综上所述，纳米线表面态或核壳结构(由氧化层导致)在红外探测中有着独特的设计与调控功能，是下一代光电器件的重要参数，在未来实现纳米线多功能应用方面有着非常重要的意义。
经过进一步的调研发现，Ⅲ-Ⅴ族半导体材料具有带隙窄与载流子迁移率高的特点，适于红外探测，并且表面存在天然氧化层，表面态丰富，非常适于我们的研究。在Ⅲ-Ⅴ族半导体材料中，又发现InAs与GaAs纳米线表面存在的天然氧化壳层会由于氧化层的耗尽作用导致其双极性的电学性能，并且氧化层内还存在低能级缺陷，使得纳米线暗电流在一定程度上有所下降，因此，结合二者特征，本论文选择制备三元合金InGaAs纳米线来具体研究氧化层导致的双极性纳米线的红外探测应用，具体内容归纳如下:
首先使用简单的Ni金属催化固源化学气相沉积方法制备了三元合金InGaAs纳米线，并通过形貌表征、成分分析以及光学表征等确定该纳米线为带隙1.28eV的In02Ga0.8As材料;然后将其制成了单根纳米线场效应晶体管后发现，其电学性能呈现为双极性，经过氧化实验与微结构表征证实，其双极性性能来源于纳米线表面的天然氧化层壳;基于以上发现，又将该纳米线器件放置于850nm红外光下测试红外探测性能，该探测器在-15V与+15V的栅压下分别展示了0.5pA与50pA的极低暗电流，以及相应的53mA·W-1与283mA·W-1的最高光响应度。除此之外，还基于InGaAs纳米线的化学气相沉积制备技术，将生长衬底硅片换为更低成本的载玻片，同样制备出了InGaAs纳米线。
综上所述，纳米线表面态或核壳结构(由氧化层导致)在红外探测中有着独特的设计与调控功能，是下一代光电器件的重要参数，在未来实现纳米线多功能应用方面有着非常重要的意义。