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近年来随着微电子、微加工技术的迅速发展，气体微传感器的研究引起极大关注。气体微传感器由于小型化，低功耗，可集成化等优点，其在实时的监控和探测方面表现出明显的优势。气体微传感器应用需求广泛，尤其是电子鼻、可穿戴设备、可吞食电子胶囊等微型设备的开发需要兼容、集成传感性能良好的气体微传感器。随着科学技术的发展，越来越多的微加工手段被提出用于制备气体微传感器，其传感性能也随之不断地提升。
尽管利用化学气相沉积法、静电纺丝法、光刻图案化纳米线电沉积法等手段能够制备出传感性能良好的气体微传感器，但是各自制备手段的缺点同时也制约着气体微传感器的发展。目前气体微传感器面临的问题主要包括：(1)材料选择的局限性，微结构需要依据材料生长机制或微成型条件而采用一定的方法制备，通常只适用于某种特定材料，缺乏材料的普遍适用性；(2)微结构欠缺灵活性，微结构的无规则沉积或者大面积刻蚀过程都将导致微器件的设计性和定位性差，难以应用于多功能集成；(3)工艺兼容性差，由于依赖特定的制备条件和微结构特点，难以满足与传统CMOS工艺兼容而形成多功能集成传感芯片；(4)化学试剂污染，由于传统方法在制备和设计微结构过程中常常伴随着化学助剂、金属催化剂和掩膜版的使用导致微传感器易受到化学污染。
针对上述问题，本论文提出利用材料选择范围广、灵活性高、CMOS工艺兼容、无需掩膜版和化学助剂、编程可控的激光诱导沉积技术制备气体微传感器。以人体胃肠道内存在的三种气体氨气(NH3)、氢气(H2)和乙醇(C2H50H)为目标探测气体，分别选择三种纳米粒子：钯掺杂水合氧化钨(Pd-W03-xH20)、钯(Pd)、氧化锌(ZnO)为气体敏感材料，通过激光诱导沉积加工手段，制备了性能良好的气体微传感器。主要成果如下：
1．制备了单根Pd-W03-xH20微米线NH3微传感器，实现快速、低检测限的NH3检测。实现激光诱导多种金属氧化物精确、灵活、编程可控沉积于衬底上，为微传感器的制备提供了一种可行的策略。25℃下Pd-WO3?xH2O微米线传感器对NH3有较好的选择性，调节该微米线长度可以实现对50ppmNH3超快响应恢复(1.4 s/3.3 s)和1ppm的低检测限。该微米线长度越大，传感器对目标气体的响应越大。
2．制备了单根Pd微米线H2微传感器，实现低检测限、宽检测范围的H2传感。通过超声波辅助一步溶液合成法制备出分散性良好Pd纳米粒子，利用激光诱导沉积Pd纳米粒子制备微米线传感器，其具有H2传感性质。单根Pd微米线传感器对H2的传感呈现出两种传感机制，分别为PdHx的形成和晶格膨胀调控微米线电导率。实现室温下低检测限1.4ppm，宽检测范围0.001%-4.0%的H2传感。
3．制备了ZnO纳米线阵列结构微米线气体微传感器，实现快速、高响应、低检测限的C2HsOH传感。激光诱导ZnO纳米粒子沉积，实现Zn0纳米粒子在衬底上图案化布种。进一步以沉积的ZnO纳米粒子作为晶种，经过溶液生长获得基于ZnO纳米线阵列的微结构。通过调节激光加工功率、溶液中生长时间对纳米线的形貌进行优化，在适当功率下(约14-17mW)加工ZnO纳米粒子形成表面粗糙、多孔状、堆积形貌的ZnO微结构并在溶液中生长2.5h才能形成形貌良好的Zn0纳米线结构。所制备的ZnO纳米线阵列结构微米线具有良好的C2HsOH传感能力，实现在300℃下，80pprriC2HsOH中快速响应恢复14.4s/14.5s，高响应12%和低检测限10ppm。
尽管利用化学气相沉积法、静电纺丝法、光刻图案化纳米线电沉积法等手段能够制备出传感性能良好的气体微传感器，但是各自制备手段的缺点同时也制约着气体微传感器的发展。目前气体微传感器面临的问题主要包括：(1)材料选择的局限性，微结构需要依据材料生长机制或微成型条件而采用一定的方法制备，通常只适用于某种特定材料，缺乏材料的普遍适用性；(2)微结构欠缺灵活性，微结构的无规则沉积或者大面积刻蚀过程都将导致微器件的设计性和定位性差，难以应用于多功能集成；(3)工艺兼容性差，由于依赖特定的制备条件和微结构特点，难以满足与传统CMOS工艺兼容而形成多功能集成传感芯片；(4)化学试剂污染，由于传统方法在制备和设计微结构过程中常常伴随着化学助剂、金属催化剂和掩膜版的使用导致微传感器易受到化学污染。
针对上述问题，本论文提出利用材料选择范围广、灵活性高、CMOS工艺兼容、无需掩膜版和化学助剂、编程可控的激光诱导沉积技术制备气体微传感器。以人体胃肠道内存在的三种气体氨气(NH3)、氢气(H2)和乙醇(C2H50H)为目标探测气体，分别选择三种纳米粒子：钯掺杂水合氧化钨(Pd-W03-xH20)、钯(Pd)、氧化锌(ZnO)为气体敏感材料，通过激光诱导沉积加工手段，制备了性能良好的气体微传感器。主要成果如下：
1．制备了单根Pd-W03-xH20微米线NH3微传感器，实现快速、低检测限的NH3检测。实现激光诱导多种金属氧化物精确、灵活、编程可控沉积于衬底上，为微传感器的制备提供了一种可行的策略。25℃下Pd-WO3?xH2O微米线传感器对NH3有较好的选择性，调节该微米线长度可以实现对50ppmNH3超快响应恢复(1.4 s/3.3 s)和1ppm的低检测限。该微米线长度越大，传感器对目标气体的响应越大。
2．制备了单根Pd微米线H2微传感器，实现低检测限、宽检测范围的H2传感。通过超声波辅助一步溶液合成法制备出分散性良好Pd纳米粒子，利用激光诱导沉积Pd纳米粒子制备微米线传感器，其具有H2传感性质。单根Pd微米线传感器对H2的传感呈现出两种传感机制，分别为PdHx的形成和晶格膨胀调控微米线电导率。实现室温下低检测限1.4ppm，宽检测范围0.001%-4.0%的H2传感。
3．制备了ZnO纳米线阵列结构微米线气体微传感器，实现快速、高响应、低检测限的C2HsOH传感。激光诱导ZnO纳米粒子沉积，实现Zn0纳米粒子在衬底上图案化布种。进一步以沉积的ZnO纳米粒子作为晶种，经过溶液生长获得基于ZnO纳米线阵列的微结构。通过调节激光加工功率、溶液中生长时间对纳米线的形貌进行优化，在适当功率下(约14-17mW)加工ZnO纳米粒子形成表面粗糙、多孔状、堆积形貌的ZnO微结构并在溶液中生长2.5h才能形成形貌良好的Zn0纳米线结构。所制备的ZnO纳米线阵列结构微米线具有良好的C2HsOH传感能力，实现在300℃下，80pprriC2HsOH中快速响应恢复14.4s/14.5s，高响应12%和低检测限10ppm。