近十年来，纳米线晶体管备受关注与研究。传统的纳米线晶体管一般采用热氧化SiO₂作为栅介质材料，热氧化SiO₂栅介质常数（3.9）比较小，栅电极与沟道之间的耦合作用比较弱，因此器件的工作电压大部分都高于10V，较高的工作电压其功耗一般都比较大。这成为便携式纳米级电子应用的一个障碍。基于上述的问题，用电解液作为栅介质材料，用简单的掩膜板法代替光刻技术，机械探针转移纳米线，制备出的纳米线晶体管不仅工作电压非常低（小于1.5V），而且制备简单、成本低，同时还具有比较高的电子迁移率等优点。因此此类晶体管在传感器，平板显示等领域具有广泛的应用前景。基于具有双电层效应的栅介质的低工作电压纳米线晶体管是本论文的研究重点，本文取得研究成果如下：（1）利用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）制备SiO₂膜，其SiO₂固态电解液膜具有明显的双电层效应。同时通过滴铸法制备质子导体壳聚糖膜，虽然制备的固态电解液SiO₂栅介质膜和质子导体壳聚糖膜的厚度都高达微米级，可是根据电容频率的测试结果，电解液的单位电容在频率为20Hz时高达2μ F/cm²左右。对电解液的极化机理进行了研究与分析。同时在不同温度下制备固态电解液SiO₂膜以及对其形貌进行了分析。电解液具有的双电层效应为下一步制备出各种高性能低工作电压和新型结构的纳米线晶体管器件奠定了基础。（2）将微孔固态电解液SiO₂栅介质应用到轻掺杂的Sb-SnO2纳米线晶体管中，其器件的工作电压降低至1.0V，制备的纳米线晶体管器件的方法非常简单，通过机械探针转移纳米线，此法可以将纳米线放置到任意所需要的位置以及所需的一些简单形状，更重要的是此转移方法不会污染纳米线的表面，非常有利于高性能纳米线器件的制备，沉积源漏电极时用透射电子显微镜（TEM）镍网做掩膜，从而代替了光刻掩膜技术。（3）为了进一步简化制备的过程，成功地实现了平板栅纳米线晶体管，其源、漏和栅电极在同一平面上，因此可以用同一块TEM镍网掩膜板通过一次溅射ITO电极来实现。实验结果表明，全透明平板栅SnO2纳米线晶体管具有良好的器件性能，如电流开关比高达到105，亚阈值斜率低至92mV/dec和1.0V的工作电压。基于这样的实验结果，提出了平板栅电容是通过衬底上导电层将两电容串联耦合模型来解释平板栅调控机理。通过实验和理论分析证明，玻璃上的导电层将沟道下面的电容与平板栅电容串联耦合起来。通过这种简单的方法成功制备出了高性能的平板栅晶体管，这向低成本大规模的生产迈出了重要的一步。（4）调控基于SiO₂固态电解液SnO2纳米线晶体管的阈值电压。本文中采用了两种有效的调控方法，方法一通过改变Sb掺杂量来实现对SnO2纳米线电学性能的调控，Sb的掺杂量从0.5%增加到2%（原子比），对应SnO2纳米线晶体管的阈值电压从0.25V变化到-0.16V。方法二基于在平板栅的基础上，通过一次掩膜法制备了新型双栅结构的低电压纳米线晶体管，分别是底栅和平板栅以及两个平板栅结构。通过实验结果发现，平板栅与底栅双栅结构器件，当平板栅从1V变化到-1V时，双栅结构纳米线晶体管的阈值电压从-0.13V变化到0.73V，然而两平板栅晶体管的阈值电压从-0.35V变化到0.21V。很显然不管是哪一种双栅结构都能有效地调控器件的阈值电压。（5）基于SiO₂固态电解液是多孔状结构，从而采用溶液浸泡方法（用质量分数40%的LiCl溶液浸泡），在微孔SiO₂固态电解液薄膜中引入了Li离子，结果明显地增强了SiO₂固态电解液栅介质的单位双电层电容。频率为20Hz时单位电容高达8.93μ F/cm²。基于这样的复合型栅介质，成功制备了超低工作电压（0.4V）的In2O3纳米线晶体管。并且器件的场效应迁移率高达739.7cm²/V.s，电流的开关比高达10⁵，以及亚阈值斜率低至70mV/dec。（6）在自然科学杂志上报道了基于壳聚糖纳米线的晶体管。不过我们很有趣地发现了壳聚糖膜同时还具有很高的双电层单位电容，并且成功地制备出了基于壳聚糖栅介质的SnO2纳米线晶体管，器件的工作电压降低至1.2V。同时器件的场效应迁移率，电流的开关比和亚阈值斜率分别是128cm²/V.s,2.3×10⁴和90mV/dec。