采用SnO₂制备的气敏传感器具有生产成本低、结构简单、灵敏度高等优点,是最早商业化和量产化的气敏传感器之一。本文以掺锑的纳米SnO₂粉体为基础,尝试从贵金属掺杂和结构改进两方面来改善SnO₂气敏元件的气敏性能。本文的主要研究内容与结果如下:通过厚膜丝网印刷技术制备了不同电阻值的微加热器,测量了加热功率和温度的关系以及相同功率下的3D热分布图和环境温度对加热器的影响,在兼顾加热速率和热稳定性的前提下,调整元件基片尺寸和加热器面积可以获得良好的加热效率,确保敏感材料能得到均匀稳定的加热。实验结果表明,微加热器元件升温速率快,加热层温度越稳定,有利于提高元件的稳定性。以SnCl₄·5H₂O、SbCl₃、尿素等为原料,采用溶胶凝胶法制备了纳米SnO₂气敏粉体,通过扫描电子透镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等手段对纳米SnO₂粉体进行了观察和表征。测量结果表明,采用溶胶凝胶法制备的SnO₂粉体平均晶粒尺寸大小约为25nm,形貌为球形,锑离子进入SnO₂晶格中取代了锡离子,没有其他杂相。在SnO₂材料中分别掺入0.1mol%、0.3mol%和0.5mol%的锑,测量了元件的气敏性能,其中掺入0.1mol%锑的元件的性能最佳。实验研究了Ag、Pt掺杂对元件气敏性能的影响。实验结果表明Ag掺杂可以有效的抑制丙酮对乙醇的干扰。发现Pt掺杂使元件的灵敏度有了极大的提高,有望制备成高浓度乙醇元件。运用复阻抗分析法对元件的气敏机理进行了研究,结果表明,SnO₂气敏传感器的敏感作用在低浓度时主要来自于气敏材料中的晶界作用,材料的晶界作用达到饱和,灵敏度的提升主要来自元件电极表面与敏感材料之间的相互作用。因此,改善电极材料的表面结构以及选择电极材料对提高元件的灵敏度有重要的作用。研究了不同气敏材料组成的双层厚膜结构对元件气敏特性的影响。发现双层厚膜结构可以改变气敏元件的灵敏度和选择性。这种改善与双层膜中不同气敏材料的上下排列顺序有很大关系。尽管上层膜的性能起主要作用,但下层膜的存在改变了材料的导电通路,因而改善了膜的气敏特性,其作用机制可能与双层厚膜界面处由于扩散效应所形成的过渡层有关。研究了环境湿度对气敏性能的影响,在SnO₂中气敏掺入硝酸镧,并通过调节元件加热功率的方法有效降低了湿度的影响,发现当加热功率为0.195W时,湿度对元件性能的影响最小。