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GaN材料具有宽禁带、优良的压阻压电效应、良好的化学稳定性等优点，可以应用在高温、强辐射等恶劣环境下，基于GaN材料的气体传感器可以工作在600℃的环境下，这是用传统材料所研制的器件所不能比拟的。尽管基于GaN材料的AlGaN/GaN异质结构材料在制备可在高温下工作的气体传感器方而具有独特的优势，但对于GaN基气体传感器的研究和认识还非常有限，传感机理和器件制备等仍处于探索研究阶段。本论文围绕GaN基气体传感器研究中的重点难点，从材料生长、器件制备、电学性能表征、气敏性能研究、器件封装等几个方面开展研究，取得了以下一些成果：
1.设计研制了高质量的AlGaN/AlN/GaN异质结构材料
设计并用MOCVD方法制备了高质量的AlGaN/AlN/GaN异质结构材料，室温下2DEG的迁移率达到1500cm2/V.s以上，载流子浓度达到1.01×1013cm-2，为制备高性能的气体传感器打下了基础。
2.用所研制的AlGaN/AlN/GaN异质结构材料制备了肖特基二极管型气体传感器，并对其电学性能和气敏性能进行了深入的研究
(1)制备了用于气体传感器的Pt/AlGaN/AlN/GaN型肖特基二极管器件。室温下器件的肖特基势垒高度为0.6eV，100℃时肖特基势垒高度下降到0.5eV，降低了17％；在Pt/AlGaN/AlN/GaN型肖特基二极管上沉积了100nm的SiO2钝化层后，器件在高温下仍保持了良好的肖特基性能：室温下器件的肖特基势垒高度为857meV，100℃的温度下器件的肖特基势垒高度仅降低了46meV，变化值约为5％。可以得知沉积了SiO2的器件具有更好的高温性能。
(2)研究了50℃时无SiO2层的器件在氮气和空气气氛下对CO的响应情况。1％CO在氮气气氛下使器件电流变化了3.2mA，其灵敏度为56，而同样的测试条件下，在空气中仅变化了2mA，灵敏度为36；氮气气氛下器件的响应时间约为4分钟，但是在空气气氛下则增大到10分钟；器件在氮气气氛下未显示出恢复性能，但在空气情况下观察到恢复性能，其恢复时间约为10分钟。
(3)研究了有SiO2层的器件对于CO的响应情况。50℃时，2V常压下，1％CO使得器件的电流增大了4.5mA，150℃，2V常压下，1％CO使器件的电流增大了3.5mA；对器件进行后退火处理后，器件的电流响应值明显增大，2V下1％CO导致器件的电流变化值从18mA上升到23mA，灵敏度也从38提高到100；50℃下，2V恒压下，200ppm的CO导致器件的正向电流增大了0.5mA，电流变化值随着CO浓度的增大而增大。
(4)研究了有SiO2层的器件对氢气的响应性能，2V恒压下，1％的氢气可导致器件的输出电流值增大21mA，该结果接近国际领先水平，相应的肖特基势垒高度下降了84.6meV；10mA恒定电流下，常温时500ppm的氢气使器件电压变化了0.5V，在100℃的情况下，500ppm浓度的氢气可导致器件的电压变化0.603V，同时在高温下，气体的饱和浓度也响应的增大，室温下器件对于500ppm的氢气便近乎达到饱和，但在100℃下器件对于1000ppm的氢气未达到饱和。
3.制备了可在室温下进行实时监控的气体传感器
利用所制备的气体传感器器件，封装了可在室温下对1％的氢气进行实时监控的气体传感器。传感器可工作于正向和反向，正向情况下，通入1％的氢气使得传感器中蜂鸣器的分压从1V提高到1.6V；而在反向的情况下，蜂鸣器的分压从1V提高到2.4V。