低压氧化物薄膜晶体管以其在智能卡、便携式移动设备、传感器及有源矩阵显示驱动阵列等诸多领域的潜在应用一直吸引着广大科研工作者的关注。氧化物薄膜晶体管在其发展过程中所面临的一个巨大挑战是工作电压过高（>20V），这就使得其低压、低成本的潜在应用变为幻影。薄膜晶体管工作电压降低的关键在于减小其阈值电压，反转其亚阈值斜率。这两个参数均由栅介质材料控制。因此栅介质材料是低压薄膜晶体管制备的重中之重。目前栅介质领域最为热门的为固态电解液栅介质，这是由于固态电解液内部电子能够向薄膜界面移动并形成双电层电容器。双电层电容器的理论厚度只有一个1nm，使其具有很高的电容值，能够降低器件的工作电压并提高器件的输出电流。本论文的研究内容围绕降低ITO基薄膜晶体管的工作电压展开，主要有两方面的工作：一是介孔SiO₂无机固态电解液栅介质材料的优化及其在ITO薄膜晶体管中的应用；二是新型的低压聚合物固态电解液栅介质材料开发及其在ITO薄膜晶体管中的应用。具体内容如下：1、介孔SiO₂的内部微结构呈现柱状阵列排布，柱与柱之间的间隙达到了5nm左右。我们采用4nm的SiO₂纳米颗粒分散液对介孔SiO₂栅介质做浸渍处理。实验结果显示，4nm的SiO₂纳米颗粒成功的进入柱状结构，降低了介孔SiO₂栅介质材料的漏电流。同时由于纳米颗粒的进入，介孔SiO₂中离子的电离变得更加容易，介孔SiO₂的离子电导率提高，电容值增加。对于不同的浸渍时间，介孔SiO₂的性能表现略有不同。经研究发现，最佳的浸渍时间应该是在60分钟左右。纳米颗粒对介孔材料的修饰可以显著的改善介孔材料的基础性能。2、壳聚糖是一种可再生的天然生物多糖化合物，其成膜性能优良，无毒无色，生物兼容性强。在这篇论文里我们首次将壳聚糖应用作为薄膜晶体管栅介质。通过测试我们发现，在测试频率为0.1Hz时，壳聚糖薄膜的电容可达7.47μF/cm²。采用壳聚糖作为栅介质材料所制备的ITO基薄膜晶体壳聚糖性能优越且表现稳定，重复性好。作为薄膜晶体管的主要性能参数，该系列晶体管的的开关比，阈值电压，亚阈值斜率摆幅和载流子迁移率分别达到了6×10⁵，-0.5V，110mV/dec，3.65cm²/V· s。由于壳聚糖的生物多糖特性使其非常适合于生物传感领域的应用。