随着工业化进程的不断加速和人类生活水平的快速提升,全球环境问题逐渐上升为全人类最关切的热点话题之一。与此同时,人们对自身生存环境和健康状况的关心程度也逐日增高,尤其对大气环境中的有毒有害、易燃易爆气体的实时监测更为迫切。气体传感器作为气体监测的核心部件或系统,已经成为当前前沿科技衍生出来的一大产业。而敏感材料的研发作为传感设备的核心技术之一,是推动传感器设备快速占据市场的有力抓手。由于成本低廉、响应迅速、灵敏度高等原因,金属氧化物半导体气体传感器被广泛应用于智慧物联网的建设、工业生产、家居生活等各种场合。同时,各类显微技术的迅速发展催生了对金属氧化物半导体传感材料结构的精确设计,为传感材料的迅速发展注入了新的活力与能量。因此,利用纳米科技制备和改性敏感材料已经成为开发高性能的新型传感材料的有效策略之一。本论文主要从提高金属氧化物半导体传感性能入手,围绕气体传感器在气体检测过程中的功耗高、检测极限低、选择性差等问题,通过对材料进行结构优化、掺杂改性来改善传感器在检测中的性能指标。本论文主要通过设计敏感材料结构,研究材料的微观结构与敏感材料传感性能的关系,深入讨论了n型杂质元素掺杂、p型杂质元素掺杂对材料传感性能的影响。为金属氧化物半导体气体传感器传感性能的增强和其气敏性能的增强机理的研究提供了更多的实验依据。主要内容如下:（1）n型杂质元素(Mo6+)掺杂增强SnO2纳米管的气敏性能研究。首先,采用单轴静电纺丝技术和高温烧焙相结合的方式制备了结构优异的SnO2纳米管。然后,利用不同浓度的n型杂质(Mo6+)元素掺杂SnO2纳米管,通过其对不同种类、浓度的气体的传感响应系统的研究了掺杂浓度对纳米管传感性能的影响。最后,研究了气敏性能提升的原因。（2）p型杂质元素(Tb3+)掺杂增强SnO2基气体传感器的性能。利用单轴静电纺丝技术制备了不同浓度的p型杂质元素(Tb3+)掺杂SnO2纳米管,研究了p型杂质元素的掺杂浓度对纳米管形貌结构的影响。其次,气敏测试结果表明:7mol%Tb掺杂浓度的SnO2气体传感器的灵敏度提升最明显（对100 ppm的乙醇气体的响应值为53.6）。最佳工作温度从240℃降至200℃。传感器对乙醇气体的选择性也明显增强。通过对传感机理分析,我们认为稀土Tb掺杂具有和过渡金属元素掺杂类似的增强机理。P型杂质元素(Tb3+)掺入SnO2晶格之后引起晶格畸变,导致晶粒尺寸减小。而Tb掺杂SnO2纳米管是p型掺杂,通过在主晶体的价带顶引入空穴能级来改变材料的电学性质,从而增强气敏性能。由于稀土元素的催化作用,传感材料的响应/恢复特性有了极大的提升。