金属氧化物半导体（MOS）气体传感器具有功耗少、体积小、检测速度快等特点,在对有毒有害及挥发性有机化合物（VOC）的检测方面得到了广泛应用。N型In2O3半导体材料具有较宽的禁带宽度、较高的电导率和较好的透光性,作为一种气敏材料,对VOC气体具有好的检测能力,同时也存在工作温度相对偏高和检测限偏低等问题。在本论文中,我们通过构建分级孔结构对In2O3纳米材料进行结构优化,并对其进行过渡金属离子的掺杂改性。实验内容如下:（1）以水热法合成的In（OH）3前驱体为自牺牲模板成功合成In2O3纳米球。研究发现,该In2O3纳米球具有大的比表面积和分级孔结构。气敏测试发现,500 oC煅烧的In2O3纳米球具有最好的气敏性能。另外,400oC、500oC、600oC煅烧的In2O3在低于260 oC时对乙醇有高响应值,而高于280 oC对三乙胺（TEA）有高响应值。最后通过克努森气体扩散模型结合In2O3含有的微孔-介孔结构对该材料的双气体选择性响应特性提出了一种合理的解释。（2）利用浸渍-冷冻干燥法成功制备Co掺杂In2O3多孔纳米球。通过在浸渍过程中调控Co元素的摩尔百分比来改变掺杂量。气敏测试结果发现,Co掺杂能显著提高对TEA的气敏性能,并且当Co的摩尔百分比为0.5%时In2O3对TEA有最好的气敏性能:对10 ppm TEA的响应值高达3400,最佳工作温度从320 oC降低到220 oC,检测限低至1 ppb。同时,Co掺杂In2O3还可以提高对甲醛的响应值并降低对乙醇的响应值,改变其气体选择性。最后,从能级结构改变的角度对其气敏机理进行解释。（3）利用浸渍-冷冻干燥法成功制备Mo掺杂In2O3多孔纳米球。气敏测试结果发现,Mo掺杂提高了材料对甲醛的响应值,降低了工作温度,提高了对甲醛的选择性,降低了对TEA的选择性。通过研究气敏机理发现,掺杂使材料的带隙减小、表面的空位氧增加、能级结构发生改变,从而改变材料的气敏性能。（4）用碳球为模板成功合成In2O3中空多孔纳米球,并对其进行Cd元素掺杂。研究发现,Cd掺杂增大材料的比表面积和氧空位含量,使CH4的工作温度从300 oC降低到200 oC,使其响应值从2.5升高到9.5。研究气敏机理发现,中空结构和Cd掺杂使材料对甲烷有好的气敏性能。图55幅,表10个,参考文献124篇。