近几十年来,我国的经济迅猛发展。同时,伴随着人民生活水平的提高,越来越多的人开始关注周围环境的空气质量情况。气体传感器是一种可以对气体进行识别和监测的传感装置,其在医疗诊断、工业安全、农业生产和空气质量监测等领域广为应用。敏感材料是气体传感器发展的核心所在。因此,为了推动气体传感器产业的发展,应大力研发高性能传感材料。以金属氧化物半导体（MOSs）为气敏材料时,其微观结构和组成对敏感性能有重要的影响。从材料结构上看,一方面,核壳（分等级）结构通常具有较高的比表面积,可以为气体分子提供充足的表面吸附位点;另一方面,核壳结构具有兼容性,可以充分发挥内核和外壳的独特属性。从材料组份上看,结型材料的设计可以为复合材料带来特殊的电子效应、化学效应和几何效应,进而增强敏感性能。本文从几种常见的MOSs入手,在构筑核壳（分等级）结构基础上对其组份进行改性形成结型敏感材料。详细讨论了敏感材料的结构和组份与器件敏感性能之间的关系。为开发新型敏感材料提供了一些新的思路。本文具体工作列举如下:1.以提高敏感材料对气体分子的识别功能、转换功能和敏感体利用效率为目标,设计并合成了基于四种不同MOSs的核壳结构,分别为SnO₂核壳、Co₃O₄核壳、NiO核壳和Cu₂O核壳结构。然后分析讨论了材料的微观结构与其敏感性能之间的联系。将材料构筑成核壳结构有效解决了纳米粒子由于表面的范德华力发生团聚的问题,为气体分子扩散、吸附和电子的转移提供充足的反应空间,最终实现对敏感材料的增感,主要体现在灵敏度被大幅度提升。2.以核壳（分等级）结构为基础,通过分别与Ti O₂和C复合制备SnO₂结型敏感材料。SnO₂-TiO₂多层结构中粒子之间形成n-n异质结。SnO₂/C核壳结构中粒子之间形成n-p异质结。在深入研究核壳结构对材料增敏机制过程中,同时考虑异质界面效应。在微观界面形成异质结有效解决了单一SnO₂材料选择性差的问题。3.对p型Co₃O₄进行组份改性,通过复合In₂O₃和MWCNTs分别形成p-n和p-p异质结构。实验中,讨论了复合材料中不同的组份比例以及MOSs粒子表面缺陷态对敏感性能的影响作用。进一步揭示了气体传感器的敏感性能与形貌和组份的依赖关系。通过将材料进行结型构筑显著增加了Co₃O₄材料的灵敏度,同时降低了功耗。4.以p型NiO材料为基体,首先引入ZnO制得包含p-n异质结的多层核壳结构。详细讨论了ZnO的引入对敏感材料形貌和气体传感性能的带来的变化和原因。另外,仍以NiO材料作为主体敏感材料,进一步合成一种包含两种异质结（n-n和n-p）的新型复合敏感材料,丰富了结型材料的研究体系,为深入研究不同异质结共存条件下的界面效应提供了基础。结型结构的形成改善了材料的敏感性能,体现为灵敏度增加,同时工作温度下降。本论文详细阐述了从材料设计、样品制备、敏感性能测试到机理分析整个过程。一定程度上明晰了敏感材料微观结构和相组份与敏感性能之间的关系,丰富气敏材料体系和气体传感机制的同时,为气体传感器的研究和应用提供了更多新的思路。