金属氧化物半导体气体传感器具有灵敏度高、制作成本低廉、响应速度较快、使用寿命长等优点,已被广泛应用在环境监测、工业制造、人身安全和医疗诊断等各个领域。氧化锌（Zn O）具有3.37 e V宽禁带、60 me V大激子结合能、高电子迁移率、优异的化学和热稳定性等特性,是应用广泛的金属氧化物气敏材料之一。然而,传统的Zn O气体传感器一般需要在高于300℃的温度下工作,室温下难以恢复,灵敏度低,限制了其在低功耗、柔性化方向的发展。国内外研究证明光照可有效替代热激发提升Zn O室温下的灵敏度及响应恢复速度,但是受宽禁带的影响,Zn O只能吸收利用紫外光。本文基于Zn O纳米棒阵列为气敏材料,利用硫化铅（Pb S）量子点禁带窄且可调的特点作为光吸收材料,对Zn O/Pb S敏化结构的电磁场分布及其吸收光谱进行了时域有限差分（FDTD）模拟仿真,制备出了覆盖紫外-可见-近红外光的宽光谱吸收的二氧化氮（NO2）敏感薄膜,优化了传感器在光照下的气敏特性,并对其光激发气敏机理进行了探究。本文首先使用FDTD solutions软件对纯Zn O纳米棒阵列和Pb S量子点敏化的Zn O纳米棒阵列进行了结构仿真,并对不同波长光照下的电磁场分布及其吸收光谱进行了仿真分析,分析结果表明Pb S量子点的敏化可将吸收光谱从紫外区域拓展到可见-近红外光区域。基于模拟仿真结果,本文制备了Zn O/Pb S敏化结构气体传感器。首先通过磁控溅射法制备Zn O种子层以解决衬底晶格不匹配的问题,基于种子层通过化学浴沉积法制备了Zn O纳米棒阵列,研究了室温下该薄膜电阻式传感器的NO2气敏性能。进一步使用了Pb S量子点对Zn O纳米棒阵列进行敏化,室温下测试发现在光照下敏化结构对NO2的灵敏度相较于纯的Zn O纳米棒阵列从41提升到98,而且响应和恢复时间从78/196秒缩短到42/56秒。本文通过控制合成工艺制备了不同禁带宽度的Pb S量子点,研究了使用不同禁带宽度Pb S的传感器在光照下的室温气敏特性。随着Pb S量子点禁带宽度的变小,传感器相应可以吸收更大波长的红外光（从950 nm拓展至1200 nm）,对NO2的灵敏度在更大光谱范围光照下均可得到两倍左右的提升。不过随着量子点禁带宽度的减小,量子点导带底低于Zn O的导带能级,在异质结界面可能存在一定的电子势垒,阻碍量子点中的光生电子有效注入Zn O中,因此在同一波长光照下对气敏性能的提升逐渐减小。