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随着经济和工业的发展,环境中有毒有害气体(如CO, NOx, NH3, H2S等)的排放量不断增多,对人类的身体健康和环境造成了极大的危害。近年来,随着人们环保意识的增强,科学工作者对各种新型高灵敏度高性能低功耗的气敏传感器进行了广泛的研究。本工作用基于密度泛函理论方法从原子水平上对六方相三氧化钨(h-WO3)(001)表面上各种有毒有害分子如CO, NOx等的气敏机理进行了研究。首先,本工作利用基于第一性原理的Material Studio程序的Dmol3模块研究了h-WO3(001)表面对CO的气敏机理。研究发现在WO-终止的(001)表面CO发生了很强的物理吸附,CO失去0.14e传递到表面,从而降低有效降低了表面的电阻。在O-终止的(001)表面CO被表面的单配位氧位(O1c)氧化为CO2,发生了化学吸附,同时CO2分子作为一个整体失去了0.50e传递到表面,从而明显降低了表面的电阻。表明h-W03基传感器材料可用于检测CO气体。其次,在第四章本工作利用与第三章相同的方法对h-WO3(001)表面存在氧空位时对CO的气敏机理进行了研究。同时考虑了氧缺陷密度的影响,计算结果表明氧空位的存在使h-WO3对CO的敏感性略有降低。较高的缺陷密度使得两种终止面在一定程度上对CO的传感效果都有所降低。O/WO-终止面的电荷转移量分别为0.498和0.129e。而较低的缺陷密度使得材料对CO的传感效果明显降低。第五章和第六章我们运用密度泛函理论研究了h-WO3(001)表面对NO和N02的的气敏机理。结果显示氧缺陷的存在有助于增加(001)表面对分子的传感性。特别是对于NO2分子,在WO-终止表面吸附时,缺陷表面比完美表面多得到0.311e,表明W03对其具有非常好的传感性。而在0-终止表面,完美表面和氧缺陷表面的最大转移量分别为0.401和0.082e,其对NO2分子的传感效果明显降低。我们的计算结果表明h-WO3对NOx具有较好的传感性。