随着生活水平的提高,人们对有害气体探测方面的研究越来越重视。其中,基于钙钛矿材料的传感器由于成本低,可在常温下工作,以及良好的敏感性等优势,该类半导体材料已成为一类非常具有发展潜力的气敏材料。实验上已用不同类型的钙钛矿型材料对不同气体进行了探测,均得到了良好的结果。由于缺乏系统的机理指导,目前的钙钛矿型气敏材料开发实验普遍采用试错法(trial and error);而钙钛矿材料AnBXm结构最大的特点是A、B、X三个位置的基团或元素均可进行替换或掺杂,仅通过变换B位金属离子即可设计出上千种候选材料,试错法不仅导致了人力物力的浪费,还大大延长材料开发周期。而以半导体材料表面对气体分子识别的灵敏性和选择性机理指导气敏材料的开发和设计,可有效加快研究速度、缩短开发周期。因此本文采用静态和动态量子力学模拟相结合的方法,对不同类型的钙钛矿材料吸附不同的气体进行模拟,系统研究钙钛矿在动力学过程中的结构变化,气体与钙钛矿之间的相互作用过程和伴随的吸附能变化及电荷转移进行分析比较,建立不同性质气体在钙钛矿材料表面的吸附特征模型,揭示钙钛矿材料的气敏机理。本文采用动力学方法结合第一性原理计算对不同类型的钙钛矿材料吸附不同的气体进行模拟,对钙钛矿在动力学过程中的结构变化,气体与钙钛矿之间的相互作用过程和伴随的吸附能变化及电荷转移进行分析比较,理论分析计算较好的吻合了实验结果。本文主要以MAPbI3和(MA)2Pb(SCN)2I2两种钙钛矿材料为基础,用H20吸附 MAPbI3,以及 CO(CH3)2、H2O、NO2 和 03 在(MA)2Pb(SCN)2I2 表面的吸附模型构建和量子动力学模拟得到以下结论:H20在两种钙钛矿表面吸附时,由于Pb-SCN相互作用较强等原因,(MA)2Pb(SCN)2I2结构更稳定,因此在模拟过程中,水对其的破坏作用较小;当(MA)2Pb(SCN)2I2吸附H20、CO(CH3)2、NO2和03时,钙钛矿结构的破坏严重程度与吸附气体有明显关系,气体氧化性越强,与钙钛矿之间的相互作用越强,伴随的电荷转移越多,钙钛矿的破坏程度也就越强,对应的气体最低探测浓度也越低。本模拟工作可为解释和预测不同气体在钙钛矿材料表面吸附的吸附机理和最低探测浓度提供理论基础,对其他材料在气敏传感领域的应用也有借鉴意义。