太赫兹技术是一个极具吸引力的研究领域,在半导体、医疗、制造、太空和国防工业等各个领域都有很大的潜力。太赫兹学科研究通常涉及到光电子学、半导体物理学、材料学等多个学科。在太赫兹技术的多种应用中,太赫兹探测器是关键的环节。本论文主要研究了几种基于有潜力的材料体系的太赫兹器件,结合材料的生长、理论计算、器件制造以及光电测试,研究了基于硒化锡和碲化钯材料的红外太赫兹探测。以材料的表征与研究为基础,设计了不同的光电耦合结构以实现太赫兹器件的性能的增强,并且探索了新型材料的探测机理,证明了器件的优秀室温探测能力。本论文的主要创新与研究如下:1.二维材料硒化锡具有良好的导热系数和高的热电潜力,还具有材料低成本的优势。在基于硒化锡的探测器研究中,主要集中在可见光和红外波段,从未被拓展至太赫兹波段。在这里,我们首先通过微纳加工制备了硒化锡器件并讨论其在可见红外探测的表现,并且实现了可见红外的双波段成像。接下来,我们将硒化锡探测器的工作范围拓展到了太赫兹波段,并通过倾斜蒸镀金属的方法将器件沟道缩短至100 nm,通过理论模拟及实验证明了器件性能的增强。利用硒化锡的优异热电性质,结合光热电效应,通过对接触电极蒸镀不同金属,进一步提高器件的响应,实现了太赫兹波段的成像。实验结果表明基于硒化锡的器件涵盖了可见光、红外和太赫兹波段的光电探测能力,在太赫兹波段下获得极好的性能,包括快速响应时间（2.2μs）和高的应率（170 V/W）,在各种电子和光学应用中有很大的潜力。2.拓扑狄拉克半金属的出现为发现新的准粒子提供了一个理想的实验系统,而这些准粒子在在高能物理中往往是难以捉摸的。虽然这类材料已经被预测具有手性相关的输运特性和非线性光学现象,这些性质会依赖于时间或空间反转对称性的破缺,但这类材料在实际技术应用中实验研究还不足。我们研究了基于第二类狄拉克半金属碲化钯材料的室温太赫兹探测器的探测性能及光电流产生的机制。我们实验发现了在金属-材料界面附近会产生电荷转移和电场局域化的协同作用,导致了器件中一个大的二阶非线性光电流的产生。实验结果表明基于碲化钯的太赫兹探测器在室温下可达到到10 A/W的响应率和低于2 p W/Hz0.5的噪声等效功率,证实了第二类狄拉克半金属在光敏感探测和大面积快速成像方面的适用性。我们的发现为深入理解和控制狄拉克半金属的拓扑结构提供了新的机会。3.第二类狄拉克半金属碲化钯类材料可能是太赫兹技术的理想平台。我们进一步拓展此类器件的太赫兹探测,研究了包括器件的偏振探测、各向异性光电流、低温响应、器件的稳定性以及与其相关的异质结器件。碲化钯的各向异性依赖于晶体的方向,会产生依赖于偏振极化控制的光电流。由于它的层状材料性质,可以与石墨烯较容易的形成异质结器件。实验表明碲化钯器件具有高各向异性、较好的稳定性、低温增强光响应、易制备异质结器件,这些优势为基于此类材料的新型光电器件提供了新的设计概念和创造思路,为研究下一代光电器件的输运提供了独特的机会,有望推动对新光电现象的探索。本论文的研究内容及结果为探索与实现基于新型材料的室温红外太赫兹探测器提供了重要的研究基础。探索研究了基于两种新型材料的探测器,热电材料硒化锡以及第二类狄拉克半金属材料碲化钯。从不同的太赫兹探测机理出发,包括通过设计器件增强热电效应,验证第二类狄拉克半金属器件的非线性探测机制,实现了具有竞争力的响应性能以及初步的成像应用。为拓展更多可用于光电探测的新型材料,及相关器件的多样化光电应用提供了基础。