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利用高性能气体传感器检测呼吸气中痕量特殊生物标志物气体可实现对多种疾病的非侵入式快速诊断，因此，适用于呼气诊断应用的新型高性能气体传感器研究在健康医疗领域具有重要的现实意义。基于单晶硅wafer形成的一维硅纳米线材料具有室温气体敏感特性，且其比表面积高，制备工艺与现代半导体工艺兼容，在气体传感器领域显示了良好的应用前景。但硅纳米线基气体传感器性能受环境湿度影响明显，应用于呼气诊断时难以在高湿度条件下实现ppb级稀薄气体的灵敏检测。本论文以硅纳米线表面改性改善高湿度环境下气体传感性能为目的，通过气相聚合法一步制备出有机聚吡咯薄膜-贵金属银纳米颗粒共修饰的核壳纳米线结构，以贵金属修饰与有机/无机异质效应的共调制实现了硅基气敏材料在高湿环境对NH3传感性能的显著提升。
首先，分别采用两次金属辅助化学刻蚀法与有机物气相聚合法制备了硅纳米线(SiNWs)、银纳米颗粒修饰的硅纳米线(Ag@SiNWs)以及聚吡咯薄膜修饰的硅纳米线(PPy@SiNWs)。并对比研究了其在室温、80%相对湿度下的NH3敏感性能，发现纳米银或者聚吡咯薄膜单一修饰难以达到可满足呼吸诊断应用的敏感性能。
其次，采用硝酸银作氧化剂通过吡咯气相聚合法在硅纳米线表面实现了聚吡咯薄膜-银纳米颗粒协同改性结构(Ag-PPy@SiNWs)的一步制备。气敏测试结果表明，在80%相对湿度下，该银纳米颗粒-聚吡咯薄膜共修饰的Ag-PPy@SiNWs传感器对6ppmNH3气体的响应值比无修饰或者单一修饰硅纳米线提升78%-208%不等。同时，Ag-PPy@SiNWs传感器还具有响应快速，以及良好的稳定性、重复性和对NH3的良好选择性的性能特征。
最后，通过建立电阻模型系统地阐述了Ag-PPy@SiNWs的NH3敏感机理，通过湿度敏感测试，结合有机聚合物的膨胀效应、银纳米颗粒与导电聚合物的配位关系与贵金属独有的高疏水性，解释了银纳米颗粒修饰对改善硅纳米线抗湿度干扰特性的有效性。另外，采用溶剂热法制备W18O49纳米棒，将共修饰工艺应用到W18O49纳米棒上验证了该工艺对改善半导体气敏材料高湿度下气敏性能的普适性。
首先，分别采用两次金属辅助化学刻蚀法与有机物气相聚合法制备了硅纳米线(SiNWs)、银纳米颗粒修饰的硅纳米线(Ag@SiNWs)以及聚吡咯薄膜修饰的硅纳米线(PPy@SiNWs)。并对比研究了其在室温、80%相对湿度下的NH3敏感性能，发现纳米银或者聚吡咯薄膜单一修饰难以达到可满足呼吸诊断应用的敏感性能。
其次，采用硝酸银作氧化剂通过吡咯气相聚合法在硅纳米线表面实现了聚吡咯薄膜-银纳米颗粒协同改性结构(Ag-PPy@SiNWs)的一步制备。气敏测试结果表明，在80%相对湿度下，该银纳米颗粒-聚吡咯薄膜共修饰的Ag-PPy@SiNWs传感器对6ppmNH3气体的响应值比无修饰或者单一修饰硅纳米线提升78%-208%不等。同时，Ag-PPy@SiNWs传感器还具有响应快速，以及良好的稳定性、重复性和对NH3的良好选择性的性能特征。
最后，通过建立电阻模型系统地阐述了Ag-PPy@SiNWs的NH3敏感机理，通过湿度敏感测试，结合有机聚合物的膨胀效应、银纳米颗粒与导电聚合物的配位关系与贵金属独有的高疏水性，解释了银纳米颗粒修饰对改善硅纳米线抗湿度干扰特性的有效性。另外，采用溶剂热法制备W18O49纳米棒，将共修饰工艺应用到W18O49纳米棒上验证了该工艺对改善半导体气敏材料高湿度下气敏性能的普适性。