近年来工业生产的发展越来越迅速,环境污染等问题也逐渐引起人们的关注,人们开始迫切的需要对室内外环境污染物进行有效地检测。有毒有害气体分子的存在会刺激人们的眼睛和呼吸系统,严重时有致癌的危险,因此,寻找合适的材料来监测和回收这些气体的工作迫在眉睫。现如今传统的气体传感器材料研究由于自身存在的难以解决的问题而导致其发展缓慢,而纳米材料的出现则使得气体传感器的研究得到了进一步的发展,其中的二维纳米材料由于拥有比一维、三维材料更大的表面积、较高的载流子迁移率以及良好的表面活性而被用于研究制备气体传感器。在诸多的二维纳米材料中,硼烯的发现被业内人士称为“开创了二维材料的最新篇章”,主要原因是其具有独特的各向异性、柔韧性和金属性。硼烯的各种同素异形体已经被用于研究超级电池、电子器件、传感器和催化等领域。近年来,人们发现单原子层的χ3-硼烯相较于原始的三角硼烯具有更强的稳定性,并且在实验中也已经通过液相剥离和氧化硼烯的还原方法大规模的制备出了独立的χ3-硼烯,而且经过证实该硼烯相在动力学和热力学两个方面都是稳定的。基于以上,本文采用基于第一性原理的计算方法,研究了χ3-硼烯对7种有机气体分子（C2H2、C2H4、HCHO、HCOOH、C6H6、CH4和CH3OH）和5种无机气体分子（NO、NO2、NH3、CO、CO2）的气敏性能。首先确定出最稳定吸附构型,然后进行响应体系的电子性质和输运性质的计算。电子性质包括声子谱、能带、态密度、差分电荷密度等,而输运性质,包括伏安特性曲线、透射谱、散射态等。之后,将过渡金属二硫属化合物半导体作为衬底进行测试,找到了对χ3-硼烯气敏性能影响最显著的材料—WSe2。通过对χ3-硼烯及异质结体系施加应变调控,研究应变对器件输运性质的影响。考虑到气体传感器的实际应用,研究了χ3-硼烯气体传感器在较高气体浓度环境下的气敏性能。除此之外,针对上述研究中物理吸附的分子体系,对基材进行掺杂改性,探索物理吸附的分子（C6H6、CH4、CH3OH和CO2）的传感性能能否经过材料改性得以提高。研究结果表明:（1）原始的χ3-硼烯器件对有机气体中的C2H4具有较高的敏感性。经过WSe2衬底调控后的C2H2气体传感器的灵敏度变化率达到了43.89%,而经过应力调控,HCOOH的灵敏度随偏压的增加持续升高。（2）χ3-硼烯器件对无机气体中的NO有极高的选择性和灵敏度,通过衬底和应力的调控均可以较大程度的提高其灵敏度。除此之外,随着气体浓度的增加,传感器的灵敏度有不同程度的提高,NO体系在高浓度下灵敏度极高。（3）经过C和N原子掺杂后的χ3-硼烯器件能以共用电子对的方式同CO2、C6H6和CH3OH气体产生化学反应,并且掺杂体系气体传感器的恢复时间远小于原始χ3-硼烯体系。本文的研究内容对χ3-硼烯气体传感器的理论设计和现实应用提供了重要的研究思路,并且对理解范德瓦尔斯（vdW）异质结、应变和掺杂体系的微观机制有重要的启发价值。