随着大气污染问题的不断恶化,社会的持续健康发展对气体传感器提出了新的要求。金属氧化物半导体气敏传感器具有成本低,灵敏度高,信号测试方法简单等特性,是理想的气体检测设备。然而,工作温度高和选择性差仍然是其无法克服的本征问题和应用瓶颈。构筑全新的高性能气体传感器可以从两方面着手:一是调节气敏材料的界面及缺陷;二是改进传感器的工作条件,如工作温度和光激发。本论文以金属氧化物半导体复合材料为研究对象,开发新方法制备有序异质结构的纳米线,并对其异质界面进调节,通过加热及加光两种激发手段进行气敏测试,最后对其气敏机理进行了讨论。基于以上内容,本文工作从以下几个方面展开:首先,本文中设计了一种制备项链状复合纳米线的简单且普适的方法。通过加入ZIF-67来构建有序连接的两相成分,将静电纺丝聚合物纤维作为牺牲模板,分段热处理后便得到了TiO₂/Co₃O₄有序异质结纳米线。该方法具有良好的重复性和容易控制的结构参数。SEM及TEM结果表明,TiO₂和Co₃O₄两种成分呈项链状分段的连接在一起,呈现高度的规律性。调整加入ZIF-67的含量,成功改变了复合材料中两相成分的分布密度,随后阻抗谱测试表明,材料内部的异质界面电阻也随之变化。加热条件下的气敏测试发现,复合材料对乙醇有着更加优异的气敏响应（R=16.7@150 ppm）,更低的工作温度（150 ^oC）以及良好的选择性和重复性。气敏性能的增强得益于异质界面的形成及Co₃O₄极高的催化活性。接着,进一步表征了TiO₂/Co₃O₄有序异质结纳米线的能带结构、荧光特性及表面价态。紫外可见吸收光谱发现TiO₂/Co₃O₄复合物的带隙约为2.98 eV,说明其具有良好的紫外光吸收能力。光致发光及XPS测试表明,复合材料中光生载流子的分离效率得到了很大的提高,并且氧缺陷含量丰富,十分有利于气体的吸附。此外还分析了光激发下薄膜厚度与气敏响应之间的关系,然后实验发现,当薄膜厚度为10μm时,气敏薄膜具有最强的光激发效果及最高的响应值。最后光电气敏测试研究发现,TiO₂/Co₃O₄在室温下对低浓度的NO₂具有良好的响应（R=2.52@25 ppm）。本课题以新颖的手段对异质结材料进行了设计并成功合成了项链状TiO₂/Co₃O₄纳米线,随后对其在热场、光场下的气敏性能及敏感机理进行了研究。本论文从材料设计和外场激发两方面为高性能气体传感器的研制提供了理论指导。