人工晶体学报

作者：吴家隐, 卫静婷, 黎斌, 李宗宝, 莫秋燕

单位：1.广东开放大学（广东理工职业学院）工程技术学院，广州 510091；2.武汉纺织大学材料科学与工程学院，武汉 430220；3.凯里学院微纳与智能制造教育部工程研究中心，凯里 556011

关键词：二维材料,气体传感,第一性原理,密度泛函理论,非平衡格林函数,β-SnSe,

基金：凯里学院微纳与智能制造教育部工程研究中心重点研究方向项目(2024WZG09);黔东南州科技支撑计划项目(〔2024〕0020);国家自然科学基金(22269019);广东省成人教育协会科研课题重点课题(Ycx20141002);广东开放大学（广东理工职业学院）教学建设与改革项目(2025CJRH002)

本文基于密度泛函理论，对β-SnSe单层表面吸附N2O和HCN气体分子的几何构型、电子结构及传感性能进行了全面分析。研究结果表明，SnSe对这两种气体均呈现出物理吸附，其中对HCN的相互作用更强。吸附能分析显示吸附过程具有放热特性，有利于在室温条件下实现气体分子的自发捕获。HCN的吸附显著提升了费米能级附近的态密度，进一步提升了SnSe的电导率。SnSe单层还表现出优异的可逆性，在常温下对两种气体均具备快速恢复能力。此外，该材料在1.2 V偏压下对HCN的响应灵敏度可达61.7%，远高于N2O，这一结果也优于其他二维材料对HCN的灵敏度，进一步凸显了SnSe在HCN探测中的优异性能。本研究不仅提示了SnSe单层材料对HCN的传感机制，也为开发低成本、高敏感度且可重复使用的现场实时监测的气体传感器提供理论。

来源：2025年第12期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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