近十年来,随着物联网和消费电子的快速发展,人们对高性能、便携性、可穿戴性电子设备的需求推动了晶体管集成密度的升级。但由于隧道效应等问题,在后摩尔时代人们投入了巨大的精力研究器件的材料和结构,以提高场效应晶体管的性能。离子液体是由阴、阳离子组成的高极性、低熔点的二元盐类,目前已在电化学器件、制动传感器、光学器件、催化、分离、润滑材料、电化学发光材料和药物运输等多个领域都发挥了巨大的作用。相比于传统固体电介质,离子液体作为电学器件的栅极电介质对场效应晶体管进行门控时,其调控的载流子浓度具有了两个数量级的提升。然而离子液体的液体形态限制了其应用场景,因此在离子液体中加入聚合物使其凝胶化,并保持原有特性成为了主流的解决方法。离子凝胶作为一种电解质,因其具有良好的物理稳定性、化学稳定性、柔韧、质轻、透明等特点,成为了透明显示器、可折叠屏幕、可穿戴通信设备、生物集成电路和机器人感官皮肤等领域的研究热点。本文围绕离子液体凝胶的制备、物理性能表征、微纳器件应用及其在柔性衬底上的性能稳定性进行了研究,并希望能够扩展其在高性能场效应晶体管和可穿戴电子设备中的应用方向。主要研究内容如下:（1）通过严格的原料配比,制备出了离子液体凝胶薄膜,使用台阶仪测量了薄膜的转速–厚度依赖关系,从而实现精准控制薄膜的厚度,使用光学吸收谱仪测试了薄膜的透光性,薄膜在可见光波段几乎达到100%透光。制备了基于离子胶薄膜的电容器阵列,使用半导体测试仪测试其电容–频率（C-f）特性,其电容值与离子液体原液相媲美,证明添加聚合物并未影响其电容特性。（2）在器件应用方面,通过机械剥离法制备出石墨烯,并通过拉曼测试确定其为单层。使用电子束光刻技术（EBL）和电子束蒸镀仪器（EBE）制备出石墨烯场效应晶体管,测试了低温下石墨烯的输运特性,统计了不同温度下的迁移率和载流子浓度变化,低温处石墨烯出现了弱局域化和弱反局域化的转化。将离子液体凝胶薄膜以剪切的方式覆盖到沟道区域,分别将SiO2和离子液体凝胶薄膜作为栅极介电层,测量器件的转移特性曲线和输出特性曲线,通过测量表明离子液体凝胶提高了器件的开关比和跨导。（3）制作基于柔性衬底的离子液体凝胶电容器,测试不同弯曲半径下的电容衰减程度,弯曲半径最小可达到1.88mm,应变最高可达3.3%。为了探索离子胶的弯曲稳定性,测试了不同弯曲次数后的电容值,通过实验测试表明数千次的弯曲对离子胶的电容几乎没有影响,表明离子凝胶在柔性等方面拥有巨大应用前景。