显示技术是现代社会的文明之窗、智慧之窗,而薄膜晶体管（Thin-Film Transistors,TFTs）则被誉为现代显示技术的“粮食”。TFTs作为显示器像素的有源开关和驱动的核心组成部件,广泛应用于有源矩阵液晶显示器（AMLCD）和有源矩阵有机发光二极管显示器（AMOLED）等平板显示器,而TFTs的迁移率和稳定性是决定显示技术面向产业化的关键问题。随着现代工业化的发展,人们对高分辨率、高帧率显示器的需求日益增加,这对TFTs也提出了越来越高的要求。金属氧化物半导体（MOS）以其低成本、高迁移率和易于大面积制备等优点,成为新一代平板显示器的主要材料之一,在柔性、透明、可穿戴电子领域有着广阔的应用前景。目前,市面上以IGZO金属氧化物半导体为TFTs有源层材料的显示器已经实现了大规模生产,但是,IGZO的制备主要是采用物理气相沉积法,需要高真空设备和光刻技术,这些设备和技术价格高昂且操作难度大,限制了此类显示器的快速发展。溶液法制备氧化物半导体具有低成本、可弯曲、易于大面积制备等优点,引起了广泛的关注。然而,相比于真空法,溶液法制备的金属氧化物薄膜晶体管（MOTFTs）迁移率低、稳定性差。为了提高MOTFTs的迁移率和稳定性,以及其他的电学性能,论文提出了功能层调控的方法,包括在绝缘层和有源层中引入额外金属阳离子的“协同掺杂”调控和导电沟道表面的“表面电荷转移掺杂”调控。论文主要围绕以下三个部分展开:（1）有源层和绝缘层中“协同掺杂”金属阳离子对TFTs电学性能的调控作用。提出了一种通过在有源层氧化铟（In2O3）和绝缘层氧化铝（Al2O3）中协同掺杂镓元素（Ga）来制备高性能TFTs的新策略。系统地研究了Ga掺杂对In2O3薄膜微观结构、厚度、表面形貌和电子密度的影响,以及对Al2O3薄膜的氧缺陷状态和电学性能的影响。结果表明,Ga掺杂抑制了In2O3薄膜的结晶,降低了In2O3薄膜的厚度和表面粗糙度,最重要的是,Ga掺杂降低了In2O3薄膜的电子密度,证明了Ga是一种有效的载流子抑制剂。对于Al2O3薄膜,Ga掺杂降低了氧空位浓度和漏电流密度,增加了反射指数和介电常数。最后,制备了以In2O3:Ga为有源层、Al2O3:Ga为绝缘层的金属氧化物TFTs。与未掺杂Ga的器件相比,该器件表现出更优的电学性能和增强的正/负偏压稳定性。（2）“表面电荷转移掺杂”对In2O3 TFTs电学性能的调控作用。掺杂是调节金属氧化物薄膜晶体管中电荷载流子密度的有力工具。然而,晶体半导体体相掺杂元素后会导致薄膜微观结构的破坏,极大地降低了电荷载流子的迁移率。在这里,提出了一种表面电荷转移掺杂的方法,利用受体分子有效地调节In2O3中的载流子浓度,而不破坏In2O3的晶格结构。该部分采用在In2O3有源层与源漏电极形成的导电沟道上表面掺杂7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷（TCNQ）,一方面TCNQ可以隔离空气中的水和氧气对有源层In2O3的钝化,提高In2O3 TFTs的稳定性。另一方面TCNQ可以诱导In2O3中与TCNQ界面处的部分电子转移到TCNQ中,从而降低In2O3 TFTs的关态电流,达到提高电流开关比的目的。此外,论文中利用光谱技术证明了从In2O3有源层到受体分子TCNQ之间的电子转移。电学测试表明,表面掺杂TCNQ的器件比原始器件具有更优的电学性能和增强的偏压稳定性。（3）“表面电荷转移掺杂”对Sn O2 TFTs电学性能的调控作用。由于Sn4+的离子结构与In3+相似,且锡的储量远比铟丰富,所以Sn O2成为替代铟基氧化物的最佳选择之一。但是,溶液法制备Sn O2 TFTs的迁移率较低,且Sn O2由于容易受到空气中的水和氧气的钝化,迁移率和稳定性均受到严重影响。该部分采用在Sn O2有源层与源漏电极形成的沟道上表面掺杂电子供体材料PVA,一方面PVA可以隔离空气中的水和氧气对Sn O2的钝化,提高Sn O2 TFTs的稳定性。另一方面PVA可以为Sn O2提供电子,提高Sn O2 TFTs的迁移率。另外,通过精确调整PVA的浓度,实现了对Sn O2 TFTs阈值电压的可控调制。