| 本文主要采用水热法合成了一种基于表面缺陷调控的TiO2/CdS异质结构的阻抗型湿度传感器，并通过密度泛函理论（DFT）分析了表面空位缺陷对TiO2/CdS传感性能的影响。实验表明，TiO2/CdS湿度传感器在11%-95% RH范围内表现出高灵敏度（63459）、快响应/恢复（7/5 s）、低滞后（~3.5%）、良好的重复性和长期稳定性。计算结果表明，当TiO2和CdS复合后，样品表面出现大量的表面空位缺陷，对水分子的物理/化学吸附能均得到增强，从而使TiO2/CdS能够捕获更多的水分子，改善材料的湿度敏感性能。复合材料表面缺陷态的调控为高性能湿度传感器的制备提供了一个新的途径。 
图1 结构表征展示了TiO2、CdS、TCS1、TCS2和TCS3的XRD图谱、FTIR光谱图，证明了TiO2与CdS成功复合后增加了羟基官能团的含量 
图2 结构表征 通过对CdS、TiO2和TCS2的Cd 3d、S 2p、Ti 2p和O 1s XPS能谱分析，证明了CdS与TiO2的复合使氧空位和硫空位的数量得到增加。空位的产生为水分子的吸附提供大量的活性位点，使传感器的湿敏性能得到提升。 
图3 湿敏性能。展示了CdS、TiO2和TCS基传感器在不同相对湿度下的响应曲线、湿滞回线、响应-恢复曲线和动态循环稳定性，说明了TCS2基传感器具有优异的湿敏性能。 
图4 通过DFT计算了TiO2对水分子的化学和物理吸附能，计算结果显示氧空位在对水分子吸附的过程中起到促进作用，为设计新型湿度敏感材料提供了理论指导。 
图5 通过DFT计算了CdS对水分子的化学吸附和物理吸附能。进一步探索了硫空位在湿敏传感反应中的作用。DFT计算表明，CdS表面出现大量的表面硫空位缺陷，CdS对水分子的物理/化学吸附能均得到增强，从而使CdS能够捕获更多的水分子，改善材料的湿度敏感性能。 |
