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基于负电晕放电原理的气体传感器利用局部高压电场将目标气体电离，根据电离特性对气体进行识别。本文基于课题组设计的硅尖阵列多针-板结构，结合MEMS工艺和静电喷雾技术，制备了ZnO修饰的MEMS多针-板结构负电晕放电气体传感器，研究了器件的负电晕放电特性并对ZnO纳米颗粒修饰前后多针-板结构器件放电特性进行对比分析，测试了不同气氛下的放电特性和ZnO纳米颗粒修饰前后器件对乙酸气体的敏感特性。 制备了负电晕放电传感器电极。硅尖阵列多针-板结构主要包括玻璃镀金平板正电极、硅尖阵列负电极和绝缘隔离层三部分。基于氧化、光刻、刻蚀、KOH溶液各向异性腐蚀等MEMS工艺，制备出硅尖阵列负电极;采用光刻-剥离(lift-off)方法，采用磁控溅射技术在玻璃片上沉积Cr/Au膜，制备平板正电极;采用聚酰亚胺膜作为绝缘隔离层，封装负电晕放电传感器。 搭建了静电喷雾装置，实现了硅尖阵列电极的表面修饰。研究了电喷电压、电喷液供给速率、电喷间距、电喷时间对涂层表面形貌的影响，采用ZnO纳米颗粒对硅尖阵列进行表面修饰，并对其进行了SEM形貌表征，结果表明:ZnO纳米颗粒对硅尖阵列进行修饰，有效的减小了阵列中各硅尖之间的高度差异，减小了放电尖端曲率半径，增加了放电尖端个数，提高了气体的电离效率和放电的稳定性。 搭建了单针-板结构负电晕放电测试平台，研究了微观尺度下负电晕放电特性。基于电化学腐蚀方法制备了不同曲率半径的单针放电电极并对其进行了SEM形貌表征。研究了不同间距下输出信号随外加电压的变化过程，不同曲率半径和不同间距对负电晕放电I-V特性、负电晕放电脉冲幅值和脉冲频率的影响。为进一步研究MEMS多针-板结构气体传感器的负电晕放电特性提供了理论指导。 搭建了传感器特性测试平台，研究了MEMS多针-板结构气体传感器的负电晕放电特性及气敏特性。研究了多针-板结构负电晕放电过程及电极间距对传感器起晕电压和稳定负电晕放电范围、输出信号大小的影响，优化电极间距为100μm。测试了负电晕放电传感器在600 ppm苯、乙酸、甲醇、乙醛、正己烷五种有机气体气氛下的放电特性，传感器对苯和乙酸气体的响应较为灵敏。测试并比较了ZnO纳米颗粒修饰前后对乙酸气体的敏感特性。ZnO纳米颗粒修饰前，传感器灵敏度约为0.45 mV/10-6;三倍噪声检测限为7.895×10-6;响应恢复时间分别为21s和66 s。修饰后传感器的灵敏度为1.05 mV/106，约是原来的2倍;三倍噪声检测限为4.627×10-6，约是原来的1/2倍;响应恢复时间分别为26 s和35s，测试范围内传感器响应同乙酸气体体积分数成线性关系。实验结果表明，ZnO纳米颗粒修饰减小了放电尖端曲率半径，增加了放电尖端个数，消除了硅尖阵列之间高度和顶端曲率半径的差异，从而有效降低了起晕电压，提高了传感器对乙酸气体响应灵敏度及电晕放电的稳定性。