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近年来,探索研发基于TENG的自供电式传感器系统成为当前传感器研究的一项热门课题。随着纳米发电技术逐渐发展成熟,人们正在尝试将自供电式纳米发电机系统与多种多样的传感器件结合起来,着力开发纳米级可持续自供电技术,在同一过程中实现器件传感和压电发电,建立新型物理理论模型,着重解决便携式电子产品和微纳系统对可持续性自驱动系统需求的问题。首先,本文研究了基于TiO2纳米阵列的摩擦纳米发电机式(TENG)的自供电气体传感器(TENS)的气敏特性。通过水热法在钛板上生长TiO2纳米阵列,并讨论了该材料在不同水热条件下水热产物的形态特征,因为形态特征的差异将会直接影响TENS的气敏响应性能。在此基础上,设计并制备了基于该纳米材料的TENG式自供电气体传感器,较为系统的研究了该传感器的气敏特性。实验过程中,分别对C2H5OH、CH3COCH3、CH2O、CH3OH、NH3气体进行气敏响应测试,气敏响应测试结果阐明了基于二氧化钛纳米结构的TENS对于乙醇具有良好的选择性和响应恢复特性,呈现出随着敏感气体浓度的增大,输出电压响应幅度逐渐降低的趋势。这一基于TENG自供电式的新型传感器相比于传统传感器具有更快的响应速度以及更好的自支持性和稳定性。其次,设计并制备了基于TENG的WS2气体传感器,根据TENG的电压电流输出特性驱动低功耗发光二极管工作,在此基础上对传感器光敏性能及在光催化作用下的气敏性能进行测试以系统地研究气体传感器的光增敏性能。结果证明TENG结构作为光源的供电方式满足WS2气体传感器对光源的参数要求,并取得良好的光敏响应性能,随后在光催化作用下WS2气体传感器对NH3的气敏响应特性的测试中证明了光源在提高WS2气体传感器对NH3的气敏响应方面的重要作用,特别是特定波长的光源,相较于无光情况,在提高响应灵敏度和气敏响应恢复特性的同时,还能够大幅度增强WS2气体传感器对NH3的气敏性能,这一研究成果肯定了TENG结构驱动低功耗发光二极管短周期脉冲发光方式作为自供电式传感器能量供应的可能,同时在增强气体传感器对敏感气体的气敏响应性能方面的巨大潜力,为气体传感器在光激发和光增敏领域的广泛应用提供了理论基础及应用实例。最后,从TENG原理和基本结构出发,利用有限元分析方法及模拟仿真分析软件COMSOL对TENG电学性能进行了模拟仿真分析,对其电势及电能密度分布情况进行了详细的仿真计算和讨论。这对于此后TENG的理论研究和实践具有一定的指导意义。