随着国民经济的飞速发展，居民对出行安全、居住品质、空气环境要求的不断提高，对灵敏度高且抗干扰性强的乙醇、甲醛、NO2等有毒有害气体传感器的要求越来越高。各类气体传感器中，半导体传感器由于制作成本低廉、功耗低、灵敏度高和稳定性强等特点，一直是研究的热点。气敏材料是气体传感器的核心，而通过掺杂与复合提升气敏材料的敏感特性是提升气体传感器性能的重要手段之一。In2O3是一种重要的气敏材料，进一步提高其敏感性也是行业内不断探究的重点问题之一。InN是一种新型的直接带隙化合物半导体，具有较小的电子有效质量、带隙宽度与较大的电子迁移率，如果将InN和In2O3复合，通过优势互补，理论上有可能开发出一种新型复合金属氮氧化物气敏材料，实现对有害气体的高性能检测。因此本文创新性地提出利用InN对In2O3进行改性，以增强其气敏响应能力，构建新型超高灵敏度的气敏传感器。本论文采取先氮化后氧化的材料生长工艺，制备出了不同形貌的纳米InN-In2O3异质结，并以其为敏感体制成新型的微型片式平面传感器，研究了它们的气敏性能，用于快速、低温检测乙醇(蒸气)、甲醛(蒸气)和NO2气体。论文的主要研究工作和成果如下：
　　1．利用水热法制备了作为复合材料的前驱体的In2O3纳米材料，并对其进行XRD、SEM、TEM表征，结果表明所制备的In2O3纳米材料为纯净的四立方体结构；
　　2．通过对所制备的In2O3氮化处理获得了作为基底材料的InN材料，利用XRD、SEM、TEM、EDS、XPS、PL等手段对材料的形貌和结构进行了表征，结果表明所获得的的作为基底材料的InN材料为纯净的InN纳米棒结构；
　　3．通过对基底材料进行氧化处理，在基底上成功生长出纳米InN-In2O3松枝状结构复合材料，并以其为敏感体制成新型的微型片式平面传感器，进行了气敏性能测试。结果表明，工作温度最低为50℃时，传感器对1ppm乙醇的灵敏度达到49，响应-恢复时间最快仅为1秒，检测下限低至ppb级；
　　4．通过改变氧化条件，成功地制备出瓶状结构纳米InN-In2O3复合材料，并以其为敏感体制作成微型平面片式传感器，进行了气敏性能测试。结果表明，该传感器对甲醛有非常高的灵敏度，工作温度低至75℃时，对600ppb的甲醛，灵敏度可达112，响应时间仅为2秒，检测浓度低至100ppb时，灵敏度仍可达12；
　　5．进一步改变氧化条件，在InN基底上成功获得了InN-In2O3腔体纳米结构复合材料，并以其为敏感体制作成微型平面片式传感器，进行了气敏性能测试。结果表明，该敏感材料对NO2气体具有较高的灵敏度，对50ppm的NO2气体灵敏度可达1021，响应-恢复时间仅为1.5秒和2秒，其最佳测试温度为100℃。
　　最后，对InN-In2O3复合材料的气敏特性机理进行了分析。我们认为引入InN能够显著提高In2O3对目标检测气体响应的内在原因，在于InN-In2O3复合材料的制备过程中，会在In2O3的价带边能量低于InN的界面处形成具有I型能带对准的异质结，由于异质结的生成导致大量界面缺陷氧的形成，电子的浓度及迁移速率的增加导致更多的电子与吸附在材料表面的O2发生反应，形成更多的O?和O离子。
　　综上，我们在纯净的InN纳米棒结构基底上生长的具有“松枝状”、“瓶状”、“腔体”结构的纳米InN-In2O3复合材料作为气敏材料，对乙醇、甲醛、NO2在较低的工作温度下各自具有快速的响应和较高的灵敏度。通过与文献中In2O3基气敏材料比较发现，三种复合材料均具有优良的气敏性质，证明将InN与In2O3复合，有效的提升了In2O3气敏性能，为进一步提高In2O3敏感材料的气敏特性提供了新的研究思路。