传感器可以实现对外界环境等信息的感知和获取,随着物联网和人工智能迅速发展,传感器在物联网和人工智能方面发挥着越来越重要的作用。传统的金属氧化物半导体气体传感技术已经较为成熟。但是,由于金属氧化物表面存在氧空位,容易与外界环境产生交互,导致其传感器存在选择性差、稳定性差等缺点。且工作温度高、功耗大,不易集成化和小型化。金属硫化物是有着六方晶体结构的层状材料,其具有大比表面积等优异性质,在低温或室温气体传感方面的研究存在重大意义。因此,本论文以金属硫化物为核心材料,通过调整材料形貌、贵金属修饰和与金属氧化物复合形成异质结等方式来进一步提高传感器性能,研发出性能优越的气体传感器。本论文的研究成果如下:1、通过溶剂热的方法合成了SnS2纳米花做为主体材料,控制溶剂热过程的反应时间来优化材料的形貌,SEM表征结果表明水热时间为16 h/SnS2材料具有更加均匀有序的花状结构,且其气敏性表明16 h的响应值最好,其在120℃下对8 ppm NO2的响应值达到了15.3,约为其他水热时间得到的材料传感器的响应值的两倍。这可能是由于水热时间为16 h的材料比表面积较大的原因。但是其响应/恢复时间较长。2、通过化学沉淀法将HAucl4还原成Au纳米颗粒对SnS2纳米花表面进行修饰来提高材料气敏性。测试不同掺金比例的材料气敏性,得到当Au NPs物质的量含量为0.03%时,传感器的最佳工作温度为100℃,传感器在100℃下对8 ppm NO2的响应达到最大14.5,响应和恢复时间为127.6 s/255.2 s,约为SnS2传感器的一半。这可能是由于Au纳米颗粒的催化作用以及Au和SnS2之间形成了肖特基接触。但是掺金对材料的响应提高不明显。3、SnS2材料通过原位氧化得到SnS2/SnO2材料,然后通过化学沉淀法在异质结表面修饰Au NPs得到Au@SnS2/SnO2三元的复合物来进一步提高材料气敏性。通过测试先氧化后掺金和先掺金后氧化的材料的传感性能,发现原位氧化和掺金的顺序基本没有影响。测试不同氧化时间的材料气敏性,得到氧化时间为1 h时,传感器的传感特性最好。当氧化时间为1 h时,传感器的最佳工作温度为80℃,传感器在80℃下对8 ppm NO2的响应达到最大22.3,响应和恢复时间为174 s/359.6 s,而SnS2传感器在80℃下的响应为8.1,响应和恢复时间为435.2 s/798.4 s,气敏性明显改善。