半导体气体传感器具有灵敏度高和检测对象广的特点,但高温制备、高温工作使其难以实现低功耗和集成化需求。随着微电子技术迅猛发展,硅基MEMS微热板技术成为解决半导体气体传感器微型化和低功耗的有效途径。基于传统气敏厚膜浆料的半导体气体传感器在高温下会影响MEMS微热板的热稳定性,而胶体量子点作为一种“准零维”无机半导体纳米晶,可实现低温制备、低温工作,且其表面效应、量子限域效应以及可溶液加工的特性使其具备优良气敏性能和薄膜沉积的潜力。电流体喷印通过施加电场作用形成锥射流,相较于常用滴涂、旋涂等成膜方法,具有更高的精度及更小的成膜尺寸,同时具备简单、经济有效和自动化高通量打印的特点,且适合低粘度材料体系。为了实现高质量薄膜、高性能、高稳定性MEMS传感器,本文基于电流体喷印方法对WO3量子点成膜及MEMS传感器性能展开研究。本文首先通过溶剂热法合成了直径约为3～4 nm的WO3胶体量子点,初步用甲苯作溶剂实现了电喷成膜,在200℃下原位退火后完成WO3量子点MEMS传感器制备,器件对10 ppm NO2响应为10。为了实现稳定打印并改善薄膜质量,通过COMSOL多物理场仿真软件建立了电场分布模型,研究了喷嘴高度和衬底对电势分布及电场强度的影响。进一步添加流体场,通过改变电压、动力粘度等参数探究其对锥射流形成时间、稳定性的影响规律。基于量子点易溶液处理的特性,结合仿真参数范围,研究了溶剂体系对薄膜形貌的影响,采用邻二氯苯与正辛烷的双元溶剂体系且二者比例为1:1时,得到了高度均匀、无“咖啡环”薄膜,进一步对系统打印参数进行了调控,实现了50～500μm尺寸范围的薄膜可控制备。进一步为了探究薄膜质量对WO3量子点MEMS传感器性能的影响,利用上述薄膜重新制备了MEMS传感器,在150℃工作温度下对5 ppm NO2的响应为10,且响应和恢复时间分别为18 s和27 s,对10 ppm NO2响应达到了90,传感器灵敏度、响应/恢复时间得到显著提高,并且利用热成像仪完成了MEMS器件的温度标定,证实其工作功耗仅有20 m W。进一步建立了MEMS热力学模型,研究了掏空深度与支撑层厚度对其核心温度上限及器件温度分布的影响,并通过计算应力下的形变量,得到了器件的耐受电压上限。研究结果表明,电流体喷印法制备的WO3量子点薄膜MEMS传感器具有高性能、低功耗的特点,为其他氧化物量子点MEMS传感器研究提供相关参考,同时为气体传感器阵列化、芯片化设计奠定基础。