代甜甜，邓赞红，孟钢,＊，童彬，刘弘禹，方晓东,＊

1中国科学院安徽光学精密机械研究所，光子器件与材料安徽省重点实验室，合肥 230031

2中国科学技术大学，科学岛分院，合肥 230026

3中国科学院先进激光技术安徽省实验室，合肥 230037

1 引言

工业化的快速发展带来了严峻的大气环境污染问题，环境监测受到世界各国的重视1–3。在光谱、质谱、半导体、电化学传感器等气体分子检测方法中，氧化物半导体(ZnO、SnO2、In2O3、WO3、MoO3、CuO、NiO等)传感器具有低成本、低功耗、体积小、硅兼容性好、灵敏度高等优点4,5，有望集成到智能手机或可穿戴设备，实现室内外痕量大气污染物的实时、密集监测，可为今后大气污染物的分布、演化规律、最终的示踪索源和污染治理提供必要的技术支撑。

早期的氧化物半导体传感器敏感层多采用微米颗粒组成的厚膜，鉴于半导体传感器是基于吸附在传感器表面的气体分子与氧化物表面之间的电荷相互作用来检测气体分子6，早期微米颗粒厚膜传感器在灵敏度和检测限等方面性能都不高，功耗也在瓦特量级，无法满足环境中痕量污染分子的实时、长时间监测。纳米科学技术的发展为氧化物半导体传感器的发展提供了巨大的推动力，与氧化物体材料相比，纳米材料比表面积的增加使表面悬挂键及表面缺陷增多，为气体分子在传感器表面的化学和物理相互作用提供了更多的位点，增强了气体分子与氧化物半导体传感器之间的电荷交换作用7–9。其中，氧化物纳米线具有独特的准一维几何构型，兼具大比表面积和单晶载流子传输通道的优势，成为构建下一代超微型/超低功耗气体传感器的理想单元之一10。……