综述：基于金属氧化物半导体的挥发性有机化合物气体传感器研究进展

（编辑推荐）本综述系统探讨了金属氧化物半导体（MOS）材料在挥发性有机化合物（VOCs）检测中的传感机制与研究进展，聚焦甲醛、丙酮等典型VOCs的敏感材料设计。文章指出，通过微形貌调控、异质结构建等策略可优化MOS传感器的灵敏度（S=Ra/Rg）和选择性，但工作温度高、湿度干扰等问题仍制约其应用。为开发高效低功耗传感器提供了理论依据与性能基准。

　　

Sensing mechanism of MOS
金属氧化物半导体（MOS）的气敏机制源于材料表面与气体分子的电子相互作用。当目标气体（如甲醛）吸附于MOS表面时，会与预吸附的氧物种（O^2-、O₂^-）发生反应，改变材料的载流子浓度。以n型材料SnO₂为例，其电阻下降源于气体分子向材料注入电子；而p型CuO则因空穴消耗导致电阻上升。氧空位浓度、暴露晶面（如ZnO的（002）面）和异质结界面的电荷转移是调控性能的关键因素。

Research status of VOCs detection by MOS based gas sensor
针对甲醛检测，研究者通过构建ZnO/In₂O₃异质结将响应值提升至118（100 ppm），工作温度降至160°C；对于丙酮，Fe掺杂的WO₃纳米片将检测限（LOD）压低至0.5 ppm。贵金属（如Pd）修饰通过溢出效应加速气体解离，而CuO/SnO₂核壳结构则利用p-n结的能带弯曲增强选择性。值得注意的是，多孔分级结构（如三维有序大孔TiO₂）通过增加吸附位点使苯系物响应时间缩短40%。

Conclusion and prospect
当前MOS传感器仍面临选择性与湿度的trade-off问题。未来可探索机器学习辅助的材料筛选，或仿生嗅觉芯片设计。将MOS与金属有机框架（MOF）材料复合，有望在糖尿病呼气标志物（如丙酮）检测中实现ppb级灵敏度。

CRediT authorship contribution statement
钱立军负责数据整理与文稿修订，曾文主导方法论与监督，张晨伟完成初稿撰写。三位作者均来自合肥工业大学汽车与交通工程学院，其中张晨伟为博士生，专注纳米结构在气体传感器中的应用研究。

（注：全文严格基于原文缩编，未新增观点或数据，专业术语均保留原文标注格式）