用于气体传感器的敏感材料包括无机氧化物半导体材料和有机导电聚合物材料。以SnO₂、ZnO为代表的氧化物半导体敏感材料因具有响应快、价格便宜、灵敏度高等优点而得到了迅速发展,然而氧化物半导体同时也存在选择性差、工作温度高等缺点,而有机导电聚合物敏感材料则可以在室温下进行气体探测,但响应度低、响应恢复慢等缺点影响了其发展。研究表明将无机半导体氧化物材料与有机导电聚合物材料复合有利于大幅提高材料的气敏特性,有机/无机复合敏感材料已经引起了研究者的广泛关注。首先通过静电纺丝法制备SnO₂基纳米纤维,然后采用化学氧化聚合法制备PPy/SnO₂基复合纳米纤维气敏材料,系统研究SnO₂形貌、PPy聚合条件及含量、金属元素掺杂对材料气敏性能的影响。具体研究工作如下:1.采用静电纺丝法制备纯的SnO₂纳米纤维,探究静电纺丝前驱液中氯化锡（SnCl2）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）,N-N二甲基甲酰胺（DMF）,无水乙醇各参数量的配比和烧结工艺对SnO₂形貌的控制作用。在氯化锡（SnCl2）、N-N二甲基甲酰胺,无水乙醇参量不变的情况下,PVP质量少（0.5g）,烧结升温速率慢（2°C/min）的情况下,制备出的SnO₂纳米纤维是实心的,PVP质量多（0.7g）,烧结升温速率高（10°C/min）的情况下,制备出的SnO₂纳米纤维是空心的。实验还探讨了SnO₂纳米纤维和纳米管纤维对乙醇的气敏性能,SnO₂纳米纤维对100ppm酒精的灵敏度是2.6,SnO₂纳米纤维对100ppm酒精的灵敏度是40,SnO₂纳米管纤维对乙醇的气敏性能要明显优于SnO₂纳米纤维。2.采用气相化学聚合法和液相化学聚合法在SnO₂纳米纤维表面包覆一层p型导电聚合物PPy膜,研究将p型PPy与n型Sn O₂复合以后材料的气敏性能。气相聚合时间的长短会影响PPy/SnO₂复合纳米材料的气敏性能,实验发现气相聚合5min所得到的PPy/SnO₂复合纳米材料对50ppmNO的灵敏度是2.8,要高于气相聚合2min和10min所得到的复合纳米材料。通过液相化学聚合法制备的PPy/SnO₂复合纳米材料对5ppmNO的灵敏度是8.7,液相化学聚合法制备的PPy/SnO₂复合纳米材料对NO的气敏性能要优于气相化学聚合法。检测结果发现,通过液相化学聚合法得到的PPy/SnO₂复合纳米纤维相比于纯的SnO₂纳米纤维对NO的选择性和灵敏度有很大提高,并且大大降低了气敏测试的工作温度。实验还发现,当PPy/SnO₂复合纳米材料中PPy的质量比为20:100时,PPy/SnO₂复合纳米纤维的电学特性将实现n型到p型的转变。3.以PPy/SnO₂复合纳米纤维为沟道材料来构筑底栅场效应管,分别测试复合纳米纤维在室温下和120°C下的I-V特性曲线以分析复合纳米纤维的电学性能,另外实验还研究了在120°C下PPy/SnO₂复合纳米纤维对NO的i-t特性曲线以分析复合材料对NO的气敏性能,实验发现当VDS=40,VGS=50时,PPy/SnO₂复合纳米材料对20ppmNO的灵敏度平均值是在7.03。4.半导体材料的气敏响应主要是一种表面反应过程,受表面吸附和表面化学反应的影响。通过对SnO₂纳米纤维进行金属元素掺杂来改变纳米材料的气敏性能,实验发现10%In-Sn O₂纳米纤维对500ppm酒精的灵敏度达到70,3%La-SnO₂纳米纤维对500ppm酒精的灵敏度达到89,1%Sb-SnO₂纳米纤维对500ppm酒精的灵敏度达到56,纯SnO₂纳米纤维对500ppm酒精的灵敏度达到55,La-SnO₂纳米纤维相比于纯SnO₂对酒精的灵敏度大大提高。于是以La-SnO₂纳米纤维作为沟道材料构筑底栅FET,测试La-SnO₂的电学特性。将La-SnO₂与PPy进行复合,测试所制备材料的电学特性及气敏性能。发现可以通过调节源漏电压和栅压从而提高材料对NO的灵敏度。