丙酮作为常见的化学试剂,在工业、食品、医疗等领域都有重要应用,为了实现对丙酮的快速准确检测,研发出一种灵敏度高、检出限低、选择性好、稳定性高的丙酮气敏传感器具有重要意义。以ZnO为代表的金属氧化物半导体气敏传感器因成本低廉、操作简单和灵敏度高等优点获得了广泛关注。传统的气相法、液相合成法和固态反应法合成的氧化锌纳米棒阵列,存在间距过密、c-轴取向不明显以及纳米棒束尺寸不均等诸多缺点,影响器件的稳定性与可调控。本文基于微电子机械系统（MEMS）技术中的光刻、磁控溅射技术对ZnO纳米棒的生长过程进行调控。通过第一次光刻工艺成功在1*1 mm的传感器件基底上得到了160*160μm大小的ZnO晶种层区域;然后利用磁控溅射技术制备稳定的ZnO晶种层;之后通过第二次光刻工艺得到了5μm大小的ZnO纳米棒的限域生长区域;最后采用水热法和溶剂热法成功合成了ZnO、ZnO@ZIF-71和ZnO@ZIF-71（Co）纳米棒阵列。相关表征结果显示,经过MEMS技术的调控,实现了ZnO纳米棒阵列的限域生长,得到了形貌可控、c轴取向明显和纳米棒束尺寸均匀的ZnO纳米棒阵列。通过溶剂热法在ZnO纳米棒表面成功包覆了一层ZIF-71材料,并成功引入了Co离子。气敏测试结果显示,ZIF-71的包覆时间为45分钟,Co离子的掺杂量为0.1时,得到的ZnO@ZIF-71（Co）材料具有最佳气敏性能,在250℃工作温度下对10 ppm丙酮的响应值相较于纯ZnO纳米棒提高了10倍以上;降低了对丙酮的检出限,最低检出限低至50 ppb;对丙酮的选择性提升了7倍以上,且具有良好的稳定性。之后对选择性与灵敏度的提升机理进行了分析。选择性的提升一方面源于ZIF-71材料的分子筛作用,可以阻挡分子直径大于其孔径的大分子气体,实现了隔离大分子干扰气体的作用;另一方面源于对丙酮灵敏度的提升。灵敏度的提升源于ZIF-71材料远高于ZnO的比表面积、金属位点对丙酮气体的预浓缩作用以及Co离子的催化功能。