MEMS气体传感器
MEMS气体传感器具有体积小、灵敏度高、响应快、阵列集成方便等特点；根据不同的检测原理，可分为谐振微悬臂梁、声表面波、阻抗变化、声光法、气体光谱、催化燃烧和高场非对称波离子迁移谱 (FAIMS)检测等。
包括微悬臂梁型和声表面波型，通过使用特定材料的气体敏感层吸附气体。
谐振微悬臂梁传感器基于固定的尺寸和稳定的材料性能MEMS微悬臂梁、微悬臂梁的谐振频率与其质量（体积无变化）有关，其质量可通过吸附环境中的气体分子而改变在微悬臂梁表面涂有特殊的可吸附气体分子材料，如SnO2,TiO2 ,ZnO能提高其对特定气体的吸附能力和识别能力。
利用半导体工业光刻工艺和牺牲层技术，可以在硅芯片上制作硅材料的微悬臂梁，然后在其上积累能吸收特定气体的膜材料。同时，可以在芯片上制作振动元件和振动测量元件MEMS硅梁谐振气体传感器。此外，在同一硅芯片上还可以集成一些额外的传感器功能电路。
这种传感器可以通过检测其谐振频率来转换环境中相应气体的含量。其感知灵敏度极高，理论上MEMS微悬臂梁的最小可感知力是2*10^(-17)N，因此，该装置的最小检测质量可以达到1.4 ×10^(-22) g。
谐振微悬臂梁谐振检测方法如下： 压阻式、静电电容式和压电膜。
压电激励检测的原理是利用压电材料的反压电效应。压电效应是指在压电材料电极上施加交流电压会振动压电材料。反压电效应是将材料的振动转化为交流电信号。
静电电容检测方法是当结构振动时，悬臂梁介质膜极间面积和距离变化导致电容变化，电容变化形成检测电流输出，增加介质膜厚度，采用泊松比和介电常数材料，优化影响电容器内部电荷的积累过程可提高传感器感知性能。
驱动上述谐振式微悬臂梁振动激励方式有： 热激励、磁激励和激光激励；
为了使用磁激励，悬臂梁CMOS工艺制成金属线，在其上施加交流电流，在外磁场的作用下受到洛仑兹力的振动。
微悬臂梁采用双层金属激励CMOS工艺制造的三明治结构，多晶硅作为电热激励源，施加直流电压和交流电压，因为三明治结构中的各材料的热膨胀系数不同以及在剖面上的动态温度的垂直渐变分布，动态热引起振荡弯矩，简而言之，材料之间的热膨胀和冷收缩性差异导致变形。
静电激励可以简单地实现两个电容极板之间的静电力。如果一个极板作为谐振器，另一个作为衬底，交流电就会振动。当外部交流电压的频率与压电材料的固有频率相同时，就会产生谐振。
介质激励是通过夹在上下电极之间的压电介质膜的变形来实现的，在悬臂梁上的上下电极之间增加直流电压，然后在直流电压上叠加交流信号。
激光激励与热电激励相同，但热源变成激光，微硅悬臂梁在激光激励下产生谐振，可用于爆炸区和高电场。
声表面波 (SAW )型气体传感器的核心原理大体上相似于上述谐振式微悬臂梁，包括采用MEMS工艺技术实现的敏感层，其通过吸附气体而改变其自身的电学性质，SAW传感器的声波相速幅值会在传播过程随其发生改变。
此外，应用气体敏感层技术，还可以通过电容的形式实现气体感知，电容型MEMS气体传感通过一个气体敏感的敏感层作为介电层，其吸附气体后其电系数变化，所述电容器的电容也跟随变化。通过增加一个参考电容器（介质为空气）进行对比可以获得电容的变化。这种电容型MEMS传感器需要有加热元件和测温元件，硅芯片要进行研磨减薄 。
为了充分利用现代集成电路技术并得到微电子工业强大支持，MEMS气体传感器主要基于硅基工艺制程，以单晶硅材料为衬底，镀以非硅材料并通过先进的光刻工艺实现。采用气体敏感层的材料主要对SO2、NO2、H2S、NH3、H2等气体有较高的吸附性能，所以这类传感器对这些气体有较高的灵敏度。
此外基于MEMS技术的MIS二极管型氢传感器的伏安特性对氢气浓度很敏感，恒流源正向偏置的MIS二极管其正偏压降可用于反映氢气浓度 ，恒压源反偏置的MI S二极管其反向电流可用来反映氢气浓度。
早在1880年贝尔就发现了气体的光声效应 (Photo Acoustic Spectroscopy)，但随着激光技术和高灵敏度麦克风技术的成熟才得以更好的发展。
光声气体传感器工作过程：
特定频率光源照射气体使气体分子受激发；
吸收能量后的气体分子动能增加碰撞加剧;
气体分子碰撞产生热声波，其频率与调制光的频率相同;
高灵敏麦克风将热声波信号转化为电信号。
光声气体传感器结构包括调制光源、光声池、 高灵敏麦克3个部分；其灵敏度与其尺寸成反比，目前采用半导体激光器做调制光源，使用MEMS技术制作高灵敏度麦克风和光声池，随着相关技术的发展其天生具有微型化集成化的优势。