ZnO是一种金属氧化物半导体材料,由于物理化学性能稳定等优点而被广泛研究。ZnO半导体气敏传感器是表面电阻控制型的,其表面结构对灵敏度有很大影响,所以具有高分散性和高比表面积的结构有利于气体的扩散,因此制备具有高分散性的微结构,如花状氧化锌纳米棒结构材料有利于提高材料气敏性能。表面活性剂会吸附在晶体表面,导致晶体各向异性生长,从而影响材料的形貌。纯的ZnO已经在气敏传感器方面有了广泛的研究,但是往往存在灵敏度不够高,选择性不高等缺点,掺杂和表面修饰可以有效地提高材料的灵敏度和选择性。本文利用PEG400为表面活性剂,采用共沉淀法制备出花状氧化锌纳米棒,纳米棒的直径约为90nm,产物形貌可由水浴加热时间和PEG400浓度调整。利用该材料制成的气敏元件,对低浓度和高浓度的乙醇等气体都具有良好的气敏性能,对10ppm乙醇灵敏度分别为5.2,响应和恢复时间分别为16s和11s,对200ppm的乙醇灵敏度分别为24,响应和恢复时间分别为9s和18s。对花状氧化锌材料进行稀土氧化物掺杂,有效提高了材料的气敏性能。ZnO: La2O3体系对丙酮等气体的气敏性能研究表明,La2O3的掺杂浓度在1wt%(La2O3/ZnO)时,气敏元件灵敏度最高；气敏元件对100ppm丙酮的灵敏度为39。ZnO:Eu2O3体系对100ppm丙酮灵敏度为31。与纯花状ZnO纳米棒相比可知,稀土氧化物掺杂能有效提高材料对丙酮等气体的气敏性能。花状ZnO纳米棒的气敏性能受Al3+掺杂浓度的影响,当Al3+浓度为0.3wt%(Al(NO3)3/Zn(NO3)2)时,元件表现出最佳气敏性能。Au纳米颗粒均匀分布在ZnO纳米棒表面,当蒸镀时间为90s时,元件表现出最佳气敏性能。在最佳工作温度350℃下,Al3+掺杂对200ppm乙醇的灵敏度为28,Au修饰的花状氧化锌纳米棒对200ppm乙醇的灵敏度分别为35。掺杂和表面修饰后,花状ZnO纳米棒的气敏性能得到了改善。从光致发光研究中可看出,花状氧化锌纳米棒的光致发光谱(PL)主要由两部分组成：一个是在402nm附近出现的紫外光发射峰,该峰为ZnO的本征发光峰；另一个是在611nm附近出现的橙红色发光峰,是由大量的缺陷产生。La2O3和Eu2O3掺杂后两个峰的强度都得到提高。