随着工业和技术的飞速发展,气体传感器广泛应用于人工智能、环境监测、医疗设备等领域。因此,探求一种高性能、低功耗、低成本的气体传感器具有重要意义。本文中,我们采用水热法结合化学沉淀法制备了MoS₂、PbS@MoS₂、PbS@WS₂等材料,并对其晶体结构、微观形貌、材料组分和表面化学态进行了表征。制作了气体传感器以研究气体传感器的敏感机制。主要研究内容如下:1.通过水热法合成了MoS₂纳米花,制作了气体传感器并测试其气敏性能。结果表明:MoS₂气体传感器呈现出在5-50 ppm NO₂范围的负响应（N型响应）,在100-400 ppm NO₂范围的正响应（P型响应）。导致N-P跃迁的可能原因是:NO₂和O₂从MoS₂表面捕获电子使得电子浓度减少,从而影响了MoS₂的载流子类型。此外,MoS₂传感器在室温下具有较快的响应恢复速度,但难以脱附,响应值较低,稳定性不高。这可能是由于MoS₂在空气中易被氧化,使得MoS₂传感器的性能下降,难以达到我们预期的性能。2.采用水热法结合化学沉淀法合成了一种新型的PbS量子点修饰MoS₂（PbS@MoS₂）复合材料,并将其制作成气体传感器,研究了在室温下PbS量子点的修饰对气体传感性能的增强作用。结果表明,在整个测试范围内,PbS@MoS₂的响应值明显高于纯MoS₂气体传感器。室温下,NO₂浓度为100ppm时,PbS@MoS₂气体传感器的响应比MoS₂气体传感器的响应高约50倍。恢复性能大大提高,PbS@MoS₂气体传感器的电阻能完全恢复到初始阻值,几乎没有任何偏移（恢复率大于99%）。与纯MoS₂相比,PbS@MoS₂气体传感性能提升是由于异质结构中的协同效应和竞争吸附作用,可以防止MoS₂被氧化,进而提升MoS₂气体传感器的稳定性。此外,为了探讨复合材料的增强性能和传感机理,利用密度泛函理论建立了吸附体系的分子模型,计算了二氧化氮的吸附能和扩散特性。3.我们通过化学沉淀法成功合成了PbS@WS₂复合材料,并与纯WS₂材料对比了它们在整个测试范围内的气体传感性能,探讨了PbS QDs对WS₂气体传感器性能的增强机制。结果表明,PbS@WS₂气体传感器与纯的WS₂气体传感器相比,其传感器的响应值有明显提高,并且PbS@WS₂气体传感器的电阻在室温下可以完全恢复到原始值。当PbS的比例超过一定量时,复合材料PbS@WS₂的响应特性与修饰材料PbS的响应特性保持一致。PbS@WS₂气体传感器的气敏性能提升可能说明了PbS量子点的修饰可以有规律的提升TMDs材料的气敏性能,尤其是室温下TMDs材料的稳定性和恢复特性。