氧化鎢電荷層模型

氧化鎢電荷層結構表面的原子排列會週期性地遭到破壞。在氧化鎢電荷層表面含有較多的懸掛鍵，而每個懸掛鍵在氧化鎢電荷層內對應一個表面能級。大量的表面能級便組成了表面能帶。由於懸掛鍵的存在，致使氧化鎢電荷層表面附近的能帶將發生彎曲。若表面能級是為受主能級，便可以將電子從材料體內捕獲，從而導致材料的面表現為負電位，這樣就會產生一定的排斥作用，進而會阻礙氧化鎢內部的電子持續漂移，最後將會實現電學平衡。

氧化鎢在平衡狀態下時，其表面帶負電，內部則帶正電。能帶會向上彎曲，從而形成空間電荷區。同時氧化鎢電荷層表面的電子將發生堆積。若表面能級為施主能級，表面能帶將會向下彎曲。同時電荷層表面的電子將會因此耗盡，導致出現反型層。

因此當氧化鎢與待測氣體相接觸時，待測氣體分子將與氧化鎢電荷層表面的原子相互作用。從而實現電子的交換，致使空間電荷區內的載流子數量發生改變。進而改變氧化鎢的電阻或電導率，最終實現探測氣體濃度、成分的目標。如果所測氣體是親電性高的氧化性氣體，氧化鎢導帶中的電子容易被所測氣體捕獲。從而減小氧化鎢電荷層表面的電子濃度，致使氧化鎢的電阻值增大。若所測氣體為還原性氣體，最終會導致氧化鎢的電阻值減小。