为了改善石墨烯室温气体传感器响应低、恢复性差等缺点,本文设计了一种石墨烯基气体传感器,其具有石墨烯叉指电极以及中央铜薄层沉积区结构。通过XPS分析发现,由于存在不同程度的自然氧化,铜薄层存在Cu~0、Cu~+、Cu~(δ+)及Cu~(2+)四种价态成分;且随着沉积厚度的变化,四种价态成分所占比例也发生变化。实验发现铜薄层沉积厚度为8nm对应的器件性能最佳,对5×10~(-6)和0.3×10~(-6) NO_2的室温响应分别为-30.9%和-8.1%,对105×10~(-6)和10×10~(-6) NH_3的响应分别为+29.1%和+5.9%,且具有较好的恢复性能。本文基于密度泛函理论计算了本征石墨烯、修饰有铜及铜氧化物的石墨烯表面对NO_2和NH_3吸附的微观参量,并讨论了器件的响应机制。