得益于半导体材料及器件技术的飞速发展,基于光生伏特效应的光电探测器已经可以完美地覆盖从紫外、可见直至中远红外的多个波段。其中,面向红外波段的探测器尤为引人瞩目,在医疗卫生、环境监测、军事侦察等方面衍生出多个关键应用。目前商用红外光电探测器一般采用窄带隙材料,需结合能带工程精确调配化合物半导体组分实现红外光电转换。受制于晶格匹配要求,此类材料外延难度大、工艺复杂,且大面阵探测元件需与硅CMOS读出器件集成互联,导致材料及工艺成本居高不下。最近几年来,金属表面等离激元热载流子发射效应引起了国内外纳米光学领域的广泛关注。通过硅基体系上集成金属纳米结构形成肖特基结,发展出一种基于热载流子发射的全新光电转换途径。硅基热载流子探测器光电响应源于金属带内跃迁吸收,可突破硅带隙吸收限制（1100 nm）将截止波长拓展到通讯甚至中红外波段。同时,硅基金属热载流子探测器可平面化制作,工艺相对简单且可与CMOS工艺全兼容,结合等离激元频谱、偏振、光场操控特性可拓展器件的功能化集成与应用,有望成为硅基红外探测的备选方案。然而,当前文献所报道的热载流子探测器量子效率普遍较低,亟需从材料学、光学和电学角度上深入探寻其性能增益方案。基于此,本文在硅基体系上围绕金属—半导体肖特基势垒调制、金属传输与发射损耗等关键问题,研究对比了不同等离激元金属材料的热载流子探测效率,具体研究工作包括:（1）基于表面等离激元的肖特基结光伏型器件的制备与研究,通过构建纳米光学和热载流子传输、发射理论模型对器件实测结果进行拟合,并探讨了外置偏压下镜像力势垒作用对光电流响应的影响;（2）在以上实验和理论模型的框架基础上进一步研究了基于不同表面等离激元金属的载流子探测效率,从材料能量损耗和金—半肖特基势垒调控角度对结果进行了分析与讨论;（3）金属—半导体—金属（MSM）光电导器件的设计、制作与性能分析,旨在利用光电导作用机制提高器件的响应度。