本论文基于量子输运理论中的非平衡格林函数和泊松方程自洽求解方法，研究了轻掺杂源漏（LDDS）和异质栅（HMG）对MOSFET的电学特性的影响，在此基础上，提出场效应管的优化结构。另外分析了纳米场效应晶体管的太赫兹辐射和探测特性，并且得出了一些有意义的结论。本文的主要研究内容如下：（1）基于非平衡格林函数和泊松方程的自洽数值解，提出了一种有限元方法下的双栅双材料MOSFET（DMG-MOSFET）的量子动力学模型，研究了它的转移特性、亚阈值特性、高频特性等，并与常规的双栅单材料MOSFET（SMG-MOSFET）进行了对比。结果表明DMG-MOSFET不仅可以抑制SCE、DIBL改善器件性能，同时器件的截至频率能够达到我们预想的THz频率波段。（2）建立了基于流体动力学理论的太赫兹辐射和探测的数值模拟，并用该数值模拟研究了DMG-MOSFET的太赫兹辐射和探测特性。仿真结果表明，在辐射模式下，改变弛豫时间，将会影响器件沟道内的等离子波动，同时影响THz电磁波的产生；而在探测模式下，改变外界温度、漏电流、等离子波速、弛豫时间和栅长都将会影响THz响应波形的变化。（3）提出了一种新型的结合LDDS和HMG结构的碳纳米管场效应管（LDDS-HMG-CNTFET），研究了它的电流特性、亚阈值摆幅、尺寸缩小特性以及高频特性等，结果表明，这种新型的LDDS-HMG-CNTFET不仅能够明显降低漏电流，减小亚阈值摆幅，还能提高器件的开关电流比和截止频率。此外，我们还讨论了功函数不同对LDDS-HMG-CNTFET器件开关电流比和高频特性的影响，结果表明合理地选择栅金属功函数的大小，可以提高器件的电子输运效率和截止频率。