（1）表面控制型金属氧化物半导体材料气敏机理:在空气中吸附氧分子并从半导体表面获得电子从而形成吸附的O2-，O-，O2-，结果导致气敏材料的表面电阻增加。当还原性气体（如H2）： O-吸附+ H2→H2O + e- 被氧原子捕获的电子重新回到半导体中，从而致使气敏材料的阻值下降。当氧化性气体时，气体与吸附的氧原子发生的化学反应使更多电子被捕获，使金属半导体的表面电阻进一步升高。
（2）体相控制型金属氧化物半导体气敏机理:由于化学计量比的偏离，在半导体禁带中存在施主能级或受主能级，当化学反应性强且容易还原的氧化物半导体与气体接触时，能使氧化物半导体的结构发生改变，使体电阻发生变化。比如，γ-Fe2O3，气体传感器，当它与气体接触时，随着气体浓度的增加，形成Fe3O4，使器件的体电阻下降。γ-Fe2O3被还原成Fe3O4，这是一个可逆转的过程，当被测气体脱离后，又恢复为原有状态，通过这种转换达到了检测气体的目的. (3).金属氧化物半导体气敏器件的灵敏度受到多种因素的影响主要因素：
1. 材料的化学元素组成:金属氧化物复合材料为例来说明材料的化学元素组成对其灵敏度的影响。很多研究表明，复合金属氧化物材料的气敏性质要高于单独的一种金属氧化物。这可能是两种组分的协同作用，但是对于这种协同作用具体的机理至今尚未有明确据.SnO2-ZnO 对正丁醇的气敏性推测SnO2能够有效地促使正丁醇脱氢变为正丁醛，却不能够有效地催化正丁醛分解。而ZnO 却能够有效地催化分解正丁醛。所以将这两种材料结合起来，就能够有效地使正丁醇脱氢变为正丁醛，进而催化分解正丁醛。所以SnO2-ZnO 对正丁醇的气敏性能高于单独的SnO2或ZnO。并不是所有复合材料的气敏性能都优于单独的任何一种材料。只有当复合材料中的组分对催化反应彼此促进时，复合材料的气敏性质才有可能提高。除了协同作用之外，很多文献中提到，在两种或多种组分之间会形成异质结，异质结的形成能够有效提高复合材料的气敏性质.
2. 贵金属表面修饰:贵金属的作用：1、高效的激活剂降低粒子接触部分的势垒；2、促进接触面的气体吸附和反应进而提高气敏材料表面的催化活性。引入贵金属的方法:浸渍法/溅射法/溶胶-凝胶法/蒸发镀膜法.
3. 微结构调控:D >> 2L：晶界控制，传感器的电导率主要依赖于晶界势垒的高度，气敏性能受 晶界势垒所控制，与颗粒尺寸没有关系晶界控制.D < 2L：烧结颈控制，此时传感器的导电性能就不仅仅依赖于晶界势垒，而且还与这些电子通道密切相关，气敏性能随着颗粒尺寸的减小而提高晶粒控制.D ≥ 2L：晶粒控制，颗粒之间电子传输没有势垒阻碍，传感器的电性能主要是受晶粒本身的导电性控制。此时，传感器具有很高的敏感度，并且其敏感度随着颗粒尺寸的减小而增加 4. 测试温度和湿度等合成及测试条件：
(a) 当异质结构暴露在乙醇气体中时，乙醇分子会与表面吸附氧发生反应释放电子回到ZnO/TiO2导带，导致界面处势垒宽度与高度的降低。ZnO/TiO2异质结构纳米纤维敏感性能提升的原因可能是由于在TiO2纳米线为与ZnO纳米片界面处形成的额外的耗尽层所致。由于ZnO的功函数(5.2–5.3 eV)大于TiO2的功函数(4.2 eV)，电子会从TiO2纳米纤维传输至ZnO纳米片，因此会在界面处形成一个异质结势垒以及额外的耗尽层)相比于纯相的TiO2与ZnO，ZnO/TiO2异质结构的导电通道更窄。在界面处附近的区域，电子更容易从表面反应处释放回导带，这就使得当其暴露在乙醇气体中时，电导率会有一个更大的变化。因此，这些界面处附近的区域相对于纯相TiO2纳米纤维在气体探测上具有更高的活性。另外，与纯相材料对比，异质结构材料具有更多的活性位点从而能够吸附更多的氧气分子，使材料具有更好的气敏特性。
(增强机理：
1、协同效应。TiO2纳米纤维与α-Fe2O3纳米棒的协同效应是提升敏感性能的一个重要参数。α-Fe2O3的功函数（5.88 eV）要高于TiO2的功函数（4.2 eV），这就使得TiO2纳米纤维中的电子很容易的转移到α-Fe2O3纳米棒中。肖特基势垒和额外的电子耗尽层在纳米纤维和米棒的界面纳处形成。
2、比表面积。α-Fe2O3/TiO2一维树枝状异质结构的比表面积（37 m2g-1）要高于纯的TiO2纳米纤维（21 m2g-1）和α-Fe2O3纳米棒（7 m2g-1）。这就使得异质结构能够吸附更多的气体分子增强机理.3、快速的电子转换。α-Fe2O3纳米棒在TiO2纳米纤维表面的高度分散性能够在阳离子Fe(III)-Fe(II)之间提供有效快速的电子转换。4、多连接的活性位点。在纳米纤维与纳米纤维的连接处会调制电子在相邻电极间的传输，电子的传输方向则依赖与气体分子的吸附与脱附。与纯相的TiO2材料相比，α-Fe2O3/TiO2树枝状异质结构对于三甲胺气体灵敏度的提升是由于材料中出现了α-Fe2O3/TiO2异质结与α-Fe2O3/α-Fe2O3同质结。这些连接点能够增加材料的活性位点，从而提高传感器的敏感性能。) 5.LED的基本结构：（同质结）P 型和N 型半导体构成PN 结,N 型和P 型半导体接触时，由于费米能级的不同，N 区中电子向P 区扩散，而P 区中空穴向N 区扩散，形成扩散电流。在扩散中电子和空穴发生复合，在N 区留下施主正电荷，P 区留下受主负电荷，形成了空间电荷区空间电荷区中施主正电荷与受主负电荷建立起PN 结的由N 区指向P 区的内建电场Ebi,载流子在内建电场的作用下形成与扩散电流方向相反的漂移电流，在平衡状态下，扩散电流与漂移电流大小相等，方向相反，PN 结中无净电流流过。在平衡状态下，空间电荷区的扩散电流和漂移电流达到平衡。内建电场的建立使N区和P区共有统一的费米能级EF。当给PN 结加上正向偏压Va（P 区接正电位）时，原有的平衡被打破，外加偏压使PN 结的内建电场热平衡状态下的PN 结能带示意图减弱，从而减少了空间电荷区的漂移电流，扩散电流超过漂移电流，使PN 结有了一股从P 区至N 区的净电流。外加正偏压Va，从而使电子往P 区扩散，空穴往N 区扩散，形成从P 区至N 区的净扩散电流。在扩散过程中，电子与空穴发生复合，导带中电子跃迁到价带，多余的能量以光子的形式辐射出来，便形成了PN 结的电致发光
6.形状记忆是指具有初始形状的制品变形后，通过加热等处理手段又回复初始形状的功能。具有形状记忆功能的材料包括形状记忆合金和形状记忆聚合物. 某些具有热弹性马氏体相变的合金，处于马氏体状态下进行一定限度的变形或变形诱发马氏体后，在随后的加热过程中，当超过马氏体相消失的温度时材料就能完全恢复变形前的形状和体积，这种现象称为形状记忆效应(SME)。具有形状记忆效应的合金称形状记忆合金.这种只能记忆住高温时形状的现象称为单向记忆效应（又称单程记忆）。某些记忆材料例如TiNi合金及Cu基记忆合金经过一定的特殊处理后，材料可以“记忆”住高温时的形态，又可“记忆”低温时的形状。当温度在高温和低温之间往返变化时，材料自行在两种形状之间变换，这种现象称为双向记忆效应。有一种特异的现象，它不仅具有双向形状记忆效应，而且在反复变温过程中，总是遵循相同的形状变化规律，即记忆了中间过程这种在温度循环过程中出现的自发形状变化，其形状变化大于所有可逆形状记忆效应，而且高温形状和低温形状是完全可以倒置的，这种记忆效应称为全方位形状记忆效应。马氏体相变定义：替换原子无扩散位移（切变），即原子沿相界面作协作运动），使其形状改变和表面浮凸，呈现不变平面应变特征的一级、形核-长大型的相变马氏体相变的基本特征：无扩散切变型相变、点阵不变平面应变、固定取向关系、马氏体片内具有亚结构、相变具有可逆性。某些记忆材料例如形状记忆合金应具备以下三个条件：①马氏体相变是热弹性类型的；②马氏体相变通过孪生(切变)成，而不是通过滑移产生； ③母相和马氏体相均属有序结构。具有形状记忆效应的合金应具备如下条件：①马氏体相变是热弹性的；②马氏体点阵的不变切变为孪变，亚结构为孪晶或位错；3.母相和马氏体均为有序点阵结构；④相变时在晶体学上具有完全可逆性。形状记忆合金材料：Ti-Ni系、铜系、铁系合金三类。目前已实用化的形状记忆合金只有Ti-Ni系合金和铜系合金。Ni-Ti形状记忆合金基本特点：具有良好的力学性能，抗疲劳，耐磨损，抗腐蚀。记忆效应优良、生物相容性好等一系列的优点。但制造过程较复杂、价格高昂。表征材料记忆性能的主要参数：包括记忆合金随温度变化所表现出的形状回复程度，回复应力，使用中的疲劳寿命，也就是经历一定热循环或应力循环后记忆特性的衰减情况。此外，相变温度及正、逆相变的温度滞后更是关键参数。?影响记忆特性主要参数的因素有：合金的成分、成材工艺、热处理(包括冷、热加工)条件及其使用情况等。1、物理气相沉积（PVD）采用物理方法使物质的原子或分子逸出，然后沉积在基片上形成薄膜的工艺根据使物质的逸出方法不同，可分为蒸镀、溅射和离子镀。真空蒸镀：把待镀的基片置于真空室内，通过加热使蒸发材料气化（或升华）而沉积到某一温度基片的表面上，从而形成一层薄膜，这一工艺称为真空蒸镀法蒸发源可分为：电阻加热、电子束加热和激光加热等。溅射：当具有一定能量的粒子轰击固体表面时，固体表面的原子就会得到粒子的一部分能量，当获得能量足以克服周围原子得束缚时，就会从表面逸出，这种现象成为“溅射”它可分为离子束溅射和磁控溅射。离子束溅射：它由离子源、离子引出极和沉积室3大部分组成，在高真空或超高真空中溅射镀膜法。利用直流或高频电场
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