半导体纳米线因其准一维结构特征和优异的物理特性被认为是新一代光电子器件的理想结构单元。GaAs纳米线具有直接带隙和高的电子迁移率,且可实现高质量纯相生长,在高速高响应光探测器中展现出巨大应用潜力。然而目前GaAs纳米线光探测器的发展很不成熟,器件原理和制备工艺等仍有待进一步探索。本文围绕单根GaAs纳米线光探测器开展了系统的理论和实验研究工作,取得的主要成果和创新点如下:（1）仿真研究了纳米线参数对GaAs纳米线光探测器性能的影响。研究表明随着纳米线长度的增加,载流子复合几率增大,器件响应度降低;随着纳米线直径的增加,光吸收材料体积增大的同时暗电流随之升高,器件响应度呈现先上升后下降的趋势;表面复合速率从104增加到108,器件响应度下降了 12倍。（2）探索了光导型GaAs纳米线光探测器的制备工艺。发现未经处理的GaAs纳米线与Ti/Au电极之间存在肖特基势垒,高度为0.41eV。采用硫化铵钝化+高温退火的方法有效消除了 GaAs纳米线的表面态,实现了良好的欧姆接触,同时显著降低了器件暗电流。在波长532 nm、光强3 μW、偏压5V时,器件的响应度为13 mA/W。（3）探索了石墨烯的转移及其与纳米线的接触工艺,制备出GaAs纳米线肖特基结光探测器。通过在纳米线与石墨烯之间插入一层5nm的金,显著改善了肖特基接触。在波长532nm、功率53.5μW的光照下,器件的开路电压为0.89 V,短路电流为91.8 nA;1V偏压下器件的响应度为2 mA/W,探测率为1.42×1010 cm Hz1/2 W-1,响应/恢复时间为1 ms/3 ms。