一维纳米材料凭借其独特的形貌结构和理化性能,展现出了优于块材和薄膜的电、磁、力、热、光等物理及化学特性,广泛应用在电子、传感、光子、能源等领域。特别是,一维金属氧化物纳米材料因为其高迁移率、高稳定性和高透过率等优点,已成为科学研究的热点之一。在众多的一维纳米材料制备方法中,静电纺丝技术被认为是最简单有效的一维纳米材料制备方法。过去几十年,静电纺丝已经被用来制备各种材料的一维纳米纤维,包括有机材料、无机材料和复合材料等,直径从几十纳米到几微米不等。静电纺丝技术可以在大气中操作,这避免了复杂的合成环境,降低了成本。另外,静电纺丝技术具有较高的产量,可以达到~1,000 m~2/小时或20,000,000 m~2/年,这对大规模的消费电子器件应用是极其有利的。这些优点使得静电纺丝技术成为一种极具吸引力的制备技术,广泛应用到各个研究领域,特别是在电子器件和生物医药领域。然而,在电子器件应用中,静电纺丝技术制备的纳米纤维通常展现出差的机械性能和高的接触电阻,这主要是因为纳米纤维间的不良接触(弱的物理接触)和纳米纤维/衬底间差的粘附特性造成的。这些固有的缺点严重限制了纳米纤维的实际应用,特别是在对电学性能和操作稳定性有较高要求的电子器件应用。因此,需要开发有效的后处理技术来弥补纳米纤维的固有缺陷。现有的纳米纤维后处理技术(纳米纤维焊接技术)主要是热压焊接和化学交联焊接。然而,热压焊接很难应用到熔点较高的聚合物材料,比如聚酰亚胺;交联焊接所使用的交联剂对自然环境和人体健康是极有害的。至今,并没有一种简单易行、应用范围广泛且环保的焊接办法,来解决纳米纤维的不良电子接触和差的粘附特性。本论文拟利用静电纺丝技术制备金属氧化物纳米纤维;开发‘光化学增强粘附技术’改善半导体纳米纤维与栅介电层的粘附问题,另外,开发‘毛细焊接技术’减小纳米纤维间的接触电阻;通过优化静电纺丝技术的工艺参数(例如,调节氧化物纳米纤维中掺杂元素的种类及含量、退火温度等),来调控氧化物纳米纤维的电学性能;通过与溶液法高k介电层的集成得到高迁移率、低操作电压的金属氧化物纳米纤维场效应晶体管,探讨高k介电层对其性能的影响机制;最终将纳米纤维FET器件集成为MOS电路。本论文的系列研究成果不仅为未来高性能、低功耗、一维电子器件提供技术基础,还将为MOS集成电路的制备提供坚实的理论和实验支持。