作为一种宽禁带半导体,ZnO半导体材料具有物理及化学性质稳定、来源丰富、成本低廉且易于制备的特点,是气敏传感器领域最常见的金属氧化物半导体材料之一。但ZnO基气敏传感器存在工作温度高,选择性差,稳定性低等缺点,限制了其在生产及生活中的应用。目前掺杂改性是最常用的提高ZnO气敏性能的方法之一。本课题采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量、不同退火温度的CuO-ZnO纳米粉体。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）以及N₂吸附-脱附测试对材料进行表征,并测试了样品的气敏特性,研究了掺杂量、退火温度、工作温度、相对湿度以及可见光和紫外光激发对元件气敏特性的影响。由XRD、SEM、EDS以及N₂吸附-脱附测试结果可知:材料中的ZnO主要为六角纤锌矿结构,同时存在单斜晶相的CuO并分散在ZnO周围;掺入CuO后ZnO的表面结构变得更为疏松,同时结晶粒径减小;当退火温度为500℃时材料的比表面积以及孔隙率最大。工作温度可以显著地改善传感器对丙酮气体的灵敏度,且实验制得的CuO-ZnO的最佳工作温度为30℃;工作温度也会影响传感器的选择性,当工作温度为30℃时,传感器对丙酮的选择性最好,当工作温度接近100℃时,传感器对甲苯和甲醛具有较好的选择性。可见光以及紫外光激发对元件气敏特性有明显的影响,测试结果表明可见光和紫外光照射能增强CuO-ZnO的气敏特性。在紫外光照下,掺杂量为4.17 at%的CuO-ZnO对500 ppm丙酮的灵敏度为253.16,约为可见光照射下的1.3倍,黑暗条件下的2.4倍。此外,在黑暗条件下,当环境中相对湿度为30%RH时气敏响应最高,但紫外光照射下,相对湿度为50%RH时气敏响应最好,这与紫外光下ZnO表面水蒸气的光解有关。由UV-Vis测试图谱计算CuO-ZnO的禁带宽度,发现掺入CuO后ZnO的禁带宽度从3.2 eV减小为2.8 eV,这有利于提高可见光利用率,降低工作温度。文章最后将半导体的表面电导控制模型、晶界势垒理论模型、光催化理论相结合对气敏机理进行了讨论。