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近年,采用具有双电层效应的电解质材料作为氧化锌薄膜晶体管（ZnO-TFT）的栅介质,因可以极大地降低TFT器件的工作电压而受到广泛关注。本文采用无毒、易降解的壳聚糖作为ZnO-TFT的栅介质制备出基于壳聚糖栅介质的ZnO-TFT,对其电学特性、神经仿生特性及稳定性进行了深入研究。研究了基于该器件的反相器电路,最后对ZnO-TFT的电特性进行了优化研究。主要研究内容和结果如下:（1）以壳聚糖为栅介质,溅射的氧化锌为有源层,制备出ZnO-TFT,器件的载流子迁移率为2.12 cm2/Vs,阈值电压为1.06 V,开关电流比为5×104,亚阈值摆幅仅为135mV/Dec,工作电压可低至1 V。超低工作电压主要来源于壳聚糖栅介质层界面双电层效应的形成,所对应的MIS电容器在低频50 Hz下单位面积电容(COX)高达11.2μF/cm2。（2）研究了壳聚糖ZnO-TFT的神经仿生特性和稳定性。在神经仿生特性测试中,器件很好地模拟了生物突触的短程性特征;在常栅压应力作用下,该器件呈现出一定的不稳定性,主要表现为随应力时间的增加,关态电流先增加后减小,阈值电压先左漂移而后右漂移,且栅偏压应力撤消后电性能可以迅速恢复到初始状态。这主要与栅介质界面处静电掺杂有关。（3）制作了基于壳聚糖ZnO-TFT的电阻负载型反相器,对其直流和交流特性进行了测试与分析,并对直流特性进行仿真研究。测试结果表明,反相器在VDD为1 V5V时都具有全摆幅的电压传输特性,在VDD=5 V时,电压增益达3.9。仿真结果表明,通过降低栅介质的厚度,RPI模型可以较好地拟合电解质ZnO-TFT的直流特性。（4）采用鸡蛋清作为栅介质层,分别用溅射法和原子层沉积（ALD）法制备的ZnO作为半导体有源层,制作出ZnO-TFT。研究了鸡蛋清从离子液到固态成膜过程器件性能的变化,并制作出基于鸡蛋清的垂直双栅结构ZnO-TFT。结果表明:ALD法制备的器件比溅射法具有更优良的电特性,其中载流子迁移率从1.52 cm2/Vs上升到38 cm2/Vs;鸡蛋清离子液ZnO-TFT的迁移率0.53 cm2/Vs,开关比为2.1×103,而鸡蛋清干燥成膜后,器件的迁移率上升至0.79 cm2/Vs,开关比增大到2.2×104;在垂直双栅结构ZnO-TFT中,成功实现了鸡蛋清栅介质顶栅对壳聚糖栅介质的底栅器件性能的调控。另外,采用ALD法制备的壳聚糖ZnO-TFT,器件的迁移率为28.2 cm2/Vs,开关比高达2.4×106,电学性能远远优于溅射法制备的器件。