金属氧化物半导体（MOSs）由于具有灵敏度高、价格低廉、稳定性好等优点,被广泛应用于气体传感器领域。然而,由于选择性差、工作温度偏高等缺点,导致氧化物半导体气体传感器在实际应用中受到严重制约。因此,如何进一步提升MOSs气体传感器的敏感特性一直是本领域的研究重点。目前,提高材料气敏性能的主要途径包括气敏材料的结构优化、贵金属或过渡金属掺杂及表面功能化等。本文中,为了获得高性能的氧化物半导体敏感材料,我们一方面从材料的结构上进行优化,采用静电纺丝法构建了由一维纳米纤维组装而成的In₂O₃网毡结构,提升了其比表面积以及电子传输能力;另一方面,以电纺In₂O₃纳米纤维（In₂O₃ NFs）为基体,采用金属离子掺杂和表面修饰两种改性方法,进一步优化了In₂O₃敏感材料的敏感特性。本论文的主要研究工作如下:（1）Sn-In₂O₃纳米纤维的制备及其气敏性能的研究。以In₂O₃ NFs为基体,利用水热法在其表面上包覆一层碳,制备了In₂O₃@C纳米纤维（In₂O₃@C NFs）,然后将其在SnCl₄水溶液中进行浸泡,使Sn4+吸附在In₂O₃@C NFs表面上。最后,通过高温煅烧制备Sn掺杂的In₂O₃纳米纤维（Sn-In₂O₃ NFs）。X射线光电子能谱（XPS）和光致发光光谱（PL）的表征结果表明,Sn的掺杂在In₂O₃ NFs的表面造成了大量的氧空位,并且氧空位的浓度与Sn的掺杂量成正相关。气敏特性测试结果表明,Sn-In₂O₃ NFs在90℃下对1 ppm NO₂的灵敏度达到44.6,与纯In₂O₃ NFs相比,提高了3.4倍。研究发现,Sn的表面掺杂对In₂O₃ NF的气敏性能的改善,主要归因于In₂O₃ NFs表面增加的氧空位的作用。氧空位不仅可以为气体分子提供更多的活性位点,而且作为电子施主增强材料内部的电子浓度,从而促进材料表面气体分子的吸附。（2）Co₃O₄/In₂O₃异质结中空纳米纤维的制备及气敏性能。以In₂O₃中空纳米纤维（In₂O₃HNFs）为基本材料,以硝酸钴与2-甲基咪唑为反应源,通过常温搅拌在In₂O₃ HNFs的表面原位生长ZIF-67,形成ZIF-67/In₂O₃ HNFs。然后,将ZIF-67/In₂O₃ HNFs在高温条件下进行退火处理制备了Co₃O₄/In₂O₃ HNFs。采用SEM、XRD以及XPS等方法对上述所得材料进行成分和结构表征。结果证明,在In₂O₃ NFs表面均匀形成了具有多面体形状的Co₃O₄纳米颗粒。气敏性能测试结果表明,Co₃O₄/In₂O₃ HNFs在80℃下对10 ppm NH3的灵敏度达到12.5,与In₂O₃ HNFs和纯Co₃O₄纳米颗粒相比,灵敏度提高了的1.7倍和2.8倍。气敏性能的提升主要归因于Co₃O₄和In₂O₃之间形成的异质结作用。当两种半导体相互接触时,因为费米能级的不同而在界面形成空间电荷层。空间电荷区的形成,可以提升敏感材料在空气中的电阻,从而有利于改善敏感材料对还原性气体的传感性能。除此之外,Co₃O₄作为MOF的衍生产物,具有多孔结构可以提供较大的比表面积,对于提升材料的气敏性能具有重要作用。