本论文采用实验与理论相结合的方法研究了复合结构硅纳米线阵列气敏传感器对二氧化氮的吸附性能与敏感机理。理论方面,基于第一性原理密度泛函理论（DFT）计算方法,采用Materials Studio软件的CASTEP模块在微观原子分子水平上探究了银修饰硅纳米线对二氧化氮气体的吸附特性和敏感机理。首先,基于实验制备的硅纳米线阵列建立了沿[001]方向的硅纳米线模型;构建了Ag原子在硅纳米线表面5种不同位置的修饰模型,并计算了相应模型的修饰能、态密度图、电子转移量,发现Ag-Si₂桥位是最佳的修饰位,同时电子结构计算结果表明Ag修饰系统呈现N型掺杂特征;进一步建立了NO₂气体分子在Ag修饰的硅纳米线表面的吸附模型,并计算了相应模型的修饰能、态密度图、电子转移特性。相对于纯硅纳米线的吸附,计算结果表明二氧化氮分子在修饰的纳米线表面形成了强的自发吸附,表面二氧化氮分子吸附引入了浅的电子态密度。该理论研究结果与实验结果相一致;最后,研究了以范德瓦尔斯结为基础的硅纳米线阵列的模型对NO₂气体分子的吸附,计算结果表明了范德瓦尔斯结的形成影响硅纳米线的电子结构和相应吸附系统的电子结构,可提升硅纳米线对二氧化氮气体分子吸附性能。实验方面,发展了一种新颖的顶端Cu₂O固定法制备了一种具有高结构稳定性的团聚互连硅纳米线阵列。Cu₂O颗粒簇在硅纳米线阵列顶端的沉积采用氢氟酸/硫酸铜混合溶液多次旋涂法实现。制备的团聚互连结构特征的硅纳米线阵列的NO₂气敏测试结果表明,团聚互连结构的硅纳米线阵列传感器在室温下对30-2000 ppb的二氧化氮气体具有高的灵敏度和快速的响应恢复特性。同时,该传感器可用于稀薄二氧化氮的探测（其对30 ppb NO₂气体的响应灵敏度为2.25）。此外,该传感器具有好的稳定性,4周内气敏响应仍保持在90%以上。上述理论计算和实验研究阐明了硅纳米线表面复合可改变其表面状态,进一步提高硅纳米线传感器对二氧化氮的敏感性能。