半导体材料在湿度传感器研究领域越来越受到重视。金属氧化物ZnO纳米材料，由于其独特的物理和化学特性，在太空、汽车、航天、火警探测、工业尾气检测、气候监测等诸多行业中得到应用。课题组利用水热腐蚀法获得具有微米/纳米层次结构的硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)，其独特的形貌和结构特点为其良好的湿敏特性提供了良好的条件。本文通过利用操作简单，成本低廉的溶胶凝胶法制备氧化锌纳米颗粒，并通过高分子有机物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)进行表面修饰。利用旋涂法将PVP修饰过的ZnO纳米颗粒涂覆到Si-NPA上，制得ZnO@PVP/Si-NPA复合结构湿敏元件。通过一系列表征和测试得到如下结果:　　 1.通过场发射扫描电子显微镜、透射电镜观察了氧化锌与PVP形成氧化锌纳米颗粒的形貌，并结合电子衍射、高分辨透射电镜和傅里叶变换验证了ZnO纳米颗粒的存在。利用X射线衍射证明溶胶凝胶法合成ZnO纳米颗粒的物相为六方纤锌矿结构。傅里叶变换红外吸收光谱证实了PVP与Zn2+的相互作用，该相互作用带来PVP对生成的ZnO表面的修饰，并能影响ZnO合成过程。紫外-可见光吸收光谱证明氧化锌纳米颗粒的大小受到PVP摩尔量的影响，通过计算发现ZnO纳米颗粒粒径随着PVP摩尔量的增加呈现先减小再增大的趋势。　　 2.比较PVP/Si-NPA和Si-NPA的湿敏性能发现，PVP对Si-NPA衬底的影响较大，由原来电容-相对湿度(C-RH)曲线的接近线性关系转换成为接近指数变化。而ZnO/Si和ZnO@PVP/Si湿敏元件的比较发现，电容出现两种不同的结果，ZnO/Si湿敏元件的电容函数关系基本保持为线性，而ZnO@PVP/Si湿敏元件随着PVP的加入由线性关系转变为指数关系。结合ZnO、PVP和Si-NPA得到不同Zn2+与PVP摩尔比的ZnO@PVP/Si-NPA湿敏元件，经过测试发现，其电容变化在原来的基础上变化更大，并且在Zn2+∶PVP=5∶5时达到最大值。因此PVP作为ZnO纳米颗粒的修饰剂，以及自身高分子聚合物的特性，能对以Si-NPA为衬底的复合结构湿度传感器产生了极大的增强作用，为后续的湿敏器件性能优化提供了参考和实验基础。