20世纪以来,随着工业技术的飞速发展,工业生产过程中产生的各种气体污染物大量增加。作为一种强毒性气体,空气中的二氧化氮(NO2)已逐渐对人类的健康和安全形成威胁。对NO2气体的检测也因此成为近年来研究的热点。迄今为止,人们已经开发了多种气敏材料,其中,氧化钨(WO3)被认为是最有潜力的NO2气敏传感材料。基于上述背景,本文对一种新型高性能多孔WO3薄膜的制备工艺进行了研究。采用直流磁控溅射法在Al2O3基底上淀积了一层金属钨薄膜后,通过对其进行阳极氧化,制备了多孔氧化钨薄膜气敏传感器,并对阳极氧化条件进行了初步优化。采用反应磁控溅射法制备了氧化钨薄膜与其进行性能对比。通过在阳极氧化前引入快速热处理工艺,成功延长了阳极氧化时间,实现了对多孔氧化钨薄膜性能的改良。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、气敏性能测试等手段对各样品的表面形貌、晶体结构及气敏性能等方面进行了分析对比。研究结果表明,多孔氧化钨与反应溅射的氧化钨薄膜均具有单斜晶相结构,但优先生长方向不同,多孔氧化钨的平均晶粒尺寸要小得多,且表面更为疏松多孔,具备更大的比表面积。因具有多孔的形貌和更小的晶粒尺寸,多孔氧化钨对NO2表现出更高的灵敏度,更快的响应恢复速度及更低的最佳工作温度。即使工作在更低温度下,多孔氧化钨能表现出更好的恢复性能和更高的灵敏度。气体选择性测试结果表明,多孔氧化钨薄膜对NO2具备良好的选择性。引入快速热处理工艺制备的改良多孔氧化钨样品均具有相同的晶体结构和晶粒尺寸,且表面形貌类似,腐蚀程度随时间增加而加深。引入快速热处理工艺后制备的样品不仅灵敏度高,恢复性能好,且具备良好的稳定性。