在日常生活中,有害气体威胁着公共健康和安全,所以对有害气体的分离、捕获、封存和转化尤为重要,同时也有必要开发稳定且优异的气体吸附材料。由于传统的气体传感器面临着灵敏度较差以及尺寸较大等问题,这样就激励了人们对高性能、小尺寸的气体传感器的探索,从而人们将目光转向了纳米气体传感器。其中,二维材料由于其大的比表面积和优异的性能成为构建新型纳米气体传感器的重要选择之一。硼烯,是一种在银衬底上合成的二维硼材料,在诸多二维材料中具有优异的电学、机械和光学性能。硼烯有许多种同素异形体,例如三角、β12、χ3、α1和β1硼烯。已有实验和理论研究表明,这些硼烯同素异形体具有不同的物理和化学性质,因此可能有不同的传感性能。先前人们已经对三角、β12和χ3硼烯的传感性能有所讨论,但是到目前为止,对于α1和β1硼烯的气体传感性能的研究还很少。考虑到β1硼烯比α1硼烯具有更高的稳定性,所以研究β1硼烯的传感性能对于其在纳米气体传感器领域的应用具有重要意义。本文采用密度泛函理论和非平衡格林函数相结合的方法研究了β1硼烯对有机分子和无机分子的吸附行为、电子性质和传感性能,同时还考虑了掺杂原子对β1硼烯气体传感性能的改进。本文的主要工作如下:我们研究了有机分子CH4、CH3OH、C6H6、C2H2、C2H4、HCHO和HCOOH在β1硼烯上的吸附行为以及相应的传感性能。我们发现CH4、CH3OH和C6H6物理吸附在β1硼烯上,而C2H2、C2H4、HCHO和HCOOH化学吸附在β1硼烯上。对于化学吸附的情况,四个有机分子与β1硼烯之间存在强相互作用,分子中C原子从sp或sp~2杂化变为sp~3杂化。β1硼烯的输运特性对C2H2、C2H4、HCHO和HCOOH很敏感。因此,β1硼烯可用于构建这四类有机分子的气体传感器。其中β1硼烯对C2H4尤为敏感。同时我们发现施加适当的面内应变可以提高β1硼烯的有机传感性能。此外,我们还考虑了衬底的影响。结果表明β1硼烯可以与二维半导体Mo S2、Mo Se2、WS2或WSe2形成范德瓦尔斯异质结。其中WS2衬底可以增强β1硼烯的热稳定性并显著提高其有机传感性能。我们同样研究了无机分子CO2、NH3、CO、NO和NO2在β1硼烯上的吸附行为和传感性能。我们发现CO2和NH3物理吸附在β1硼烯上,而CO、NO和NO2的吸附过程是化学吸附。这里我们着重研究了CO、NO和NO2的传感性能,发现β1硼烯对NO最为敏感。而且一定的压缩应变可以改善β1硼烯的无机传感性能。此外,我们发现Mo Se2和WS2作为衬底可以提高其无机传感性能。因此,WS2衬底可以同时提高β1硼烯的有机和无机传感性能,这为β1硼烯的传感性能优化提供了重要的理论依据。最后,为了改进CO2和NH3分子的传感性能,我们研究了N原子掺杂的β1硼烯。我们首先确定了N原子掺杂在β1硼烯中的最稳定构型。然后考察了这两种分子的吸附行为。根据吸附能、电荷转移和分子与β1硼烯之间的成键情况,我们发现与未掺杂时的情况不同,此时吸附过程是化学吸附。通过计算能带、态密度和差分电荷密度等,发现气体分子的吸附能明显改变掺杂结构的电子性质。我们针对CO2和NH3分子的最稳定吸附构型计算了其输运性质,例如电流-偏压曲线、灵敏度等,发现N原子掺杂后的β1硼烯对CO2和NH3分子非常敏感。