半导体气敏传感器因其灵敏度高、长期工作稳定性好、响应/恢复时间短等优点,成为应用和研究最为广泛的气敏传感器,在人类的生产生活中发挥着重要的作用。然而传统的氧化物半导体气敏传感器却存在着工作温度高、重复性差等缺点,使其在实际生活中的应用受到了限制。单层MoS₂作为一种典型的类石墨烯过渡金属硫族化合物,在许多领域有着广泛的应用。由于量子限域效应,使得单层MoS₂具有独特的力学、电学、催化以及光学性能。单层MoS₂属于二维半导体材料,相对于传统体结构半导体材料,有着巨大的比表面积,因此在气体探测领域有着极为广阔的应用前景。近期,空气污染以及工业生产安全等问题的日益突出,即使是微量的有毒有害气体对人体造成的危害也不可忽视。因此,高性能气敏传感器的开发显得尤为重要。与石墨烯材料类似,单层MoS₂也可用于制作电阻式气敏传感器的气敏层材料。单层MoS₂作为一种新型气敏材料,由于其杰出的物理化学特性,在环境监测和工业生产领域中发挥着重要的作用。本文基于第一性原理计算方法,探究掺杂对单层MoS₂气敏性能的影响,主要工作如下:（1）构建Ag单掺杂单层MoS₂的超晶胞模型,对其进行能量和电子结构的计算,经分析发现Ag原子稳定地埋置于单层MoS₂的S空位缺陷中。同时由于Ag原子的掺入,体系的导电性能提升。然后在Ag单掺杂体系的表面吸附NO,NO₂和NH₃三种气体小分子,计算结果表明由于Ag原子的掺杂,单层MoS₂的气敏性能发生转变——与NO₂和NH₃分子之间发生化学吸附反应,与NO分子仍为物理吸附。此外,由于Ag单掺杂体系与NO₂和NH₃分子两种分子之间的电子转移方向相反,显示出气敏选择性。（2）构建Ag-Si,P,Cl共掺杂单层MoS₂的模型,计算了共掺杂模型的体系稳定性和电子结构。计算结果显示三种共掺杂体系均能稳定存在,同时三种共掺杂体系的费米能级逐渐移向导带,功函数逐渐减小。在其表面吸附NH₃分子后,能量计算结果显示三种吸附反应均属化学吸附。再者,NH₃分子与共掺杂体系之间的存在电子轨道的耦合作用。同时NH₃分子与共掺杂体系之间的电子转移数目逐渐减少,这种现象可以借助肖特基接触势垒模型进行解释分析。（3）为进一步拓展了单层MoS₂在气体探测领域的应用,构建Al单掺杂单层MoS₂的模型,对掺杂体系进行了能量和电子结构的计算,经分析发现Al掺杂体系可以稳定存在,且Al掺杂属于施主掺杂,提升了体系的导电性能。在Al单掺杂体系表面吸附CH4,SO₂和NH₃三种气体小分子,并对其进行了吸附能和电子结构的分析,结果表明仅NH₃分子与Al单掺杂体系之间属于典型的化学吸附,NH₃分子的吸附体系与Ag单掺杂体系相比更加稳定。同时NH₃分子与Al单掺杂体系之间的电子转移数目比Ag单掺杂更多,达到0.38e,并在三种气体中对氨气显示出选择性。