目前,高性能气体传感器越来越成为环境检测、疾病诊断的必备器材。锡氧化物凭借其成本低廉、功能广泛一直是高性能气体传感器研究领域的热点。本论文以研究锡氧化物分级微纳米结构材料的制备及其气敏特性为目标,主要利用水热法制备出几种独具形貌的锡氧化物半导体微纳米结构材料,根据Gibbs-Wulff晶体生长定律和吸附脱附模型分别提出了相应的生长机制和气敏机理;通过结构优化和组分优化研究了样品形貌对气敏响应值的具体影响。主要内容如下:1.研究了SnO₂类水母分级微纳米结构材料的制备及其气敏特性。应用水热法,探讨PVP和CTAB加入比例、生长温度和生长时间等不同生长条件对样品几何参数的结构优化,并在最优条件下获得了SnO₂类水母分级微纳米结构样品。根据Gibbs-Wulff晶体生长定律,提出了类软模板晶向生长机制。在丙酮气体中该结构材料传感器表现出的良好气敏性能:较低的最佳工作温度（240℃）;在100ppm丙酮气体中响应值可达30;在10 ppm时,其响应和恢复时间较快分别为2s和23 s。本文应用具有几何参数优势的吸附和脱附模型解释了其气敏传感机理。2.研究了SnO₂类雪松分级微纳米结构材料的制备和气敏特性。应用水热法,探讨了调控生长和退火条件对样品构型结构优化的作用,并在最优条件下获得了SnO₂类雪松分级微纳米结构样品。根据Gibbs-Wulff晶体生长定律,提出晶向择优生长机制。该结构材料传感器在甲醛气体中表现出了快捷的气敏响应;较低的最佳工作温度（200℃）;在100 ppm甲醛气体中响应值可达13.3,响应和恢复时间分别为小于1 s和13 s。本文应用具有构型优势的吸附和脱附模型来解释其气敏传感机理。3.研究了薄片状SnO₂纳米结构材料的制备及其气敏特性。应用水热法,通过改变晶面表面能,控制生长时间,探讨了调控样品晶粒尺寸对样品结构优化的作用,并在最优条件下获得了薄片状SnO₂纳米结构材料样品。根据Gibbs-Wulff晶体生长定律,结合成核控制机理,提出了调整表面能的单晶生长机制。该结构材料传感器在甲醛气体中也表现出了快速的气敏响应特性;具有较低的最佳工作温度（240℃）;在100 ppm甲醛气体中的响应值可达7,响应和恢复时间分别为小于1 s和6 s。本文应用具有晶粒尺寸优势的吸附和脱附模型来解释其气敏传感机理。4.研究了p-N异质结SnO-SnO₂分级微纳米结构材料的制备及其常温气敏特性。应用水热法,探讨了调控退火氧化温度对样品组分优化的作用,并获得了p-N异质结SnO-SnO₂分级微纳米结构材料样品。根据Gibbs-Wulff晶体生长定律,结合多核层和扩散控制生长机理,提出粒子浓度涨落、择优晶面生长、氧化成形的生长机制;确定了异质结的价态构成和异质界面。测定并对比了所有样品传感器的灵敏度。其中500℃退火后的样品,在常温常压下,在200 ppb NO2气体中的响应值可达2.5,响应和恢复时间分别为小于57 s和5 min。该结构材料传感器对NO2气体呈现出相对良好的气敏性能和湿敏稳定性。本文提出了异质界面、氧空位和吸附脱附多种模型来解释其气敏传感机理。