化石燃料在满足当今社会能源需求的同时,也向环境排放了大量的污染物。其中,氮氧化物（NOX）作为重要的污染源,能够引起酸雨、雾霾、温室效应以及臭氧层损耗等多种环境污染。因此,开发一种高灵敏度的气体传感器对氮氧化物的监测和清洁非常重要。碲烯作为第一种第VI主族的二维材料,因其独特的结构和电子性质,有望成为一种极具发展前景的二维气体传感器。本论文通过第一性原理计算,从原子尺度展开不同表面改性下的碲烯对氮氧化物气敏吸附性能的理论探索,具体研究内容如下:（1）我们在本征碲烯上设计了三种点缺陷即Stone-Wales（SW）缺陷、单空位缺陷。将这三种缺陷分别命名为SW缺陷,SV-1缺陷和SV-2缺陷。我们计算了三种典型的氮氧化物气体分子（N2O,NO和NO2）在本征碲烯（P-tellurene）,SW,SV-1和SV-2缺陷这四种体系上的吸附性能以及电子性质。计算结果表明:与本征碲烯相比,缺陷的引入使其电子性质发生了明显的变化,尤其是SV-2缺陷的引入,导致碲烯由中等带隙半导体转变为导体。缺陷的引入还可以增强对氮氧化物分子的吸附强度。电子态密度图（density of states,DOS）表明,费米能级附近的变化主要是由N,O和Te原子的p轨道贡献的。而功函数与I-V曲线的结果表明,SV-1缺陷可以提高NO2的吸附性能,提高NO2吸附的灵敏度和选择性。综上,点缺陷的引入可以调节碲烯的吸附强度和电子性质,从而提高其作为气体传感器的灵敏度和选择性。（2）鉴于以往研究中发现贵金属对气体敏感性的促进作用,我们采用贵金属（M=Rh,Pd,Ag,Os,Ir,Pt,Au）替换掺杂本征碲烯上、中层表面的Te原子,通过优化形成14种掺杂体系,我们将体系命名为Te-M-1（贵金属替换掺杂上层原子）和Te-M-2（贵金属替换掺杂中层原子）。研究发现,掺杂贵金属后,14种掺杂体系均是稳定的。从其电子性质变化来看,除了Te-Pd-1,Te-Pd-2,Te-Pt-1和Te-Pt-2这四个体系外,其余掺杂体系的带隙均变为0 e V,使材料的性质发生了改变,由中等带隙半导体调整到导体。在态密度中,费米能级附近掺杂原子与Te原子之间相互作用,轨道杂化形成杂质能级,这主要归因于Te原子的p轨道,贵金属原子的d轨道。功函数结果表明,当Au和Rh金属替换掺杂碲烯上层Te原子后,其功函数变化较大,这种大的变化反映出其电子电流密度的变化。（3）基于上述贵金属掺杂碲烯体系,我们研究氮氧化物气体的吸附情况,并将其与本征碲烯的吸附性能进行对比。掺杂原子引入后,气体分子与碲烯体系的相互作用更加强烈,吸附能显著增加,因此贵金属掺杂有利于碲烯对气体分子（N2O,NO和NO2）的吸附。基于吸附能过大不利于气体传感器这一理论,我们选择了Te-Rh-1,Te-Pd-1,Te-Ag-1和Te-Pt-1四种体系,其对N2O,NO和NO2气体的吸附能均介于-0.8～-2.0 e V,并且这四种体系在吸附气体分子后,与本征碲烯相比,贵金属掺杂其电子性质也发生了明显的变化。DOS图表明,费米能级附近的变化主要是由贵金属d轨道,N,O原子p轨道贡献。特别地,通过调节吸附强度和电子性质,贵金属修饰可以产生新颖的协同效应,从而提高碲烯基气体传感器的灵敏度和选择性。该理论研究不仅能加深我们对表面改性碲烯基等二维材料气敏传感机制的理解,而且能为实验上设计高选择性、高敏感性的气体传感器提供理论参考。