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半导体性单壁碳纳米管是直接带隙的准一维半导体材料，具有很好的电学和光电特性，体现为高的载流子迁移率、带隙随直径可调、红外波段光吸收系数高、暗电流小等特点。碳纳米管的宽谱光吸收和皮秒量级的超快光响应特性使得其有望用于研制新型宽谱、高速响应的光探测器。并且，碳纳米管非常小的尺度使得其构建的光探测器可能在亚波长尺度的光电一体化集成系统中发挥其性能和尺度优势。目前，受限于单层碳纳米管纳米量级的材料厚度对应较低的光吸收效率，相关探测器的外量子效率和响应度较低。如何有效提高器件相关的性能是本文主要关注的方向。表面等离子体效应已经广泛用于光电器件研究，局域表面等离子体作为其中的一种，可以有效调控亚波长尺度的光场分布，从而达到增强材料或者器件相关的光吸收特性。本论文主要基于金纳米颗粒阵列的局域表面等离子体效应研究其对碳纳米管光探测器性能的影响，探索相关的物理规律和应用前景。 我们采用十二烷基硫醇分子包裹的单层金颗粒密排阵列，转移到非对称接触的碳纳米管光电二极管器件上，研究转移前后器件的电学和光电响应特性变化。研究结果发现利用金颗粒的局域表面等离子体效应在金颗粒附近的增强近场可以有效提升碳管的光吸收效率，提高器件的光响应度和外量子效率，实现了最大3倍的光电流增强。进一步的统计结果表明，金纳米颗粒的引入能够使得直径2nm左右的碳管产生平均2.3倍的光电流增强，具有较好的可重复性，证明金纳米颗粒的局域光增强效应非常有效。我们还研究了碳纳米管与金纳米颗粒局域表面等离子体耦合强度对碳管直径的依赖关系，发现直径为2nm的碳纳米管和金颗粒形成的复合体系的光电流增强倍数明显大于直径为1.5nm的碳纳米管。我们推测其主要是由于金纳米颗粒与大直径碳管能够形成更加有效的近场耦合，从而产生更高倍数的光电流增强。具有表面等离体增强效应的金属纳米颗粒结构可以有效增强碳纳米管光探测器性能，本文的研究结果为进一步采用等离子体纳米结构提升碳纳米管光探测器性能提供参考依据。