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氧化锌(ZnO)是一种直接带隙(3.37eV)半导体材料,被广泛应用于发光器件,太阳能电池和气体传感器等领域。在过去的几十年里,金属氧化物半导体被广泛应用于探测各种类型的有毒气体,在众多金属氧化物中,ZnO因其对挥发性有机化合物气体具有较高响应度,较好的稳定性和敏感性成为研究热点材料之一。目前ZnO基气体传感器的工作温度普遍偏高,长期在高温环境下工作会导致气体传感器的稳定性和使用寿命降低,还会增加传感器的功耗。此外,当传感器应用于探测高温易燃气体时,也存在爆炸的可能。因此,提高传感器的气敏性能和降低测试温度是十分必要的。本文采用化学气相沉积(CVD)方法,生长出了超长、大尺寸的Sb掺杂ZnO微米线,并基于非平衡电桥原理,制作出了单根Sb掺杂ZnO微米线非平衡电桥式气敏传感器,室温下并对器件在丙酮和乙醇气体中的气敏特性进行了测试研究。论文的主要研究内容如下:(1)通过使用化学气相沉积法,成功制备出超长、大尺寸的Sb掺杂ZnO微米线。基于非平衡电桥原理,利用单根Sb掺杂ZnO微米线作为非平衡电桥的一个桥臂,制作出了可以在室温环境下工作的气敏传感器原型器件。研究表明,在室温(25℃)条件下,通过器件对丙酮和乙醇气体的探测,发现器件对丙酮气体具有更好的选择性,当丙酮气体浓度为200ppm时,器件的响应时间为0.2s,恢复时间为0.3s,响应度高达243%。此外,通过与传统电阻式气体传感器相比,采用这种非平衡电桥式传感器,具有更高的响应速度,更快的响应和恢复时间。本论文的研究为ZnO基微/纳米材料在气体探测器中的应用提供了研究基础。(2)研究了不同直径Sb掺杂ZnO微米线和施加365nm紫外光照射对单根Sb掺杂ZnO微米线非平衡电桥式气体传感器气敏性能的影响。在室温情况下,通过对直径分别为15μm,30μm和40μm的Sb掺杂ZnO微米线所制备的气体传感器,依次对50ppm的丙酮气体检测发现,直径为40μm的微米线对丙酮气体的响应度最大,其值为103%,结果表明微米线的直径越大,其气敏探测性能就越好。此外,在器件检测气体时,对微米线同时施加365nm紫外光照射,发现施加紫外光照射比未施加紫外光照,器件对丙酮气体的响应度有所提高,这表明施加紫外光照射可以提高传感器的气敏性能。