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传感器是获取信息的器件或系统,在信息技术的链条中处于源头的位置。作为化学传感器的重要分支,气体与湿度传感器广泛应用在环境、安全、气象、工业控制和医疗福祉等领域,引起了人们越来越多的重视。为了更好的满足上述各个领域的需求,气体和湿度传感器也在追求高灵敏度、良好的选择性、快的响应恢复速度、低检测下限、高可靠性和低功耗等指标。敏感材料作为气体和湿度传感器的核心,直接影响着传感器的特性,因此,开发高性能敏感材料对于提升传感器的性能至关重要。本论文面向高性能气体与湿度传感器的开发,对半导体氧化物及其复合材料的制备及其气体与湿度敏感特性进行了较系统的研究,具体内容如下:1.利用微波辐照法及后续的热处理制备了分散性较好的WO3纳米颗粒,以该材料为敏感材料制备了气体传感器并对其进行了测试。传感特性测试表明,基于WO3纳米颗粒的气体传感器可以在较低的温度下工作,且其对低浓度NO2表现出了较高的响应。此外,该传感器的检测下限低至5ppb。2.通过煅烧由微波溶剂热法制备的W18O49纳米线制备了纳米棒构成的单分散花状WO3结构。基于上述材料的传感器对ppb量级的NO2具有较高的响应及较好的选择性,此外,其工作温度较低,仅为90°C。当工作温度达到300°C时,传感器对100ppm丙酮具有较快的响应恢复速度。3.利用微波水热法成功地制备了单分散的分等级球状WO3并探讨了水热反应时间对材料微观结构和形貌的影响。结果表明水热反应时间对材料的尺寸和分散性具有很大影响。利用所制备的分等级球状WO3构筑的气体传感器对丙酮显示了较好的选择性和重复性。此外,在10-1000ppm浓度范围,传感器的响应值与丙酮浓度呈现线性关系。4.利用微波水热法一步合成了海胆状CuO-还原氧化石墨烯(rGO)复合材料,研究了rGO的引入对复合材料的影响以及复合材料的湿敏特性。研究表明纯的rGO对湿度几乎没有响应,但是基于上述复合材料的湿度传感器具有高灵敏度、快速响应-恢复特性和好的重复性。此外,对复合材料的湿度敏感机理进行了深入讨论,利用肖特基结接触对传感器的湿敏性质进行了解释。