模拟神经突触晶体管是一种具备大量记忆状态的记忆器件,通过其可控的电导率来模拟神经突触的权重,从而实现和生物突触类似的兴奋性和抑制性。使用半导体器件来模拟神经网络中的行为,能耗高且体积庞大。而基于离子调控的模拟神经突触器件具备丰富的记忆状态,其可控的电导率可用于等效生物突触的权重,远优于电路模拟的方法。因此开发此类器件具有很高的研究价值。另外,石墨烯及其修饰物已经被证实具备很高的机械强度和生物相容性。因此石墨烯也常常被用于构建突触晶体管。对器件通道电导率的调控的方法主要是调控离子插层、调控双电层离子分布以及可调谐异质结等。但对于使用氢化这一化学手段实现这一功能尚未报道。本文主要研究内容以及其结果如下:（1）构建了含一个点缺陷的单层石墨烯体系,通过第一性原理研究缺陷对石墨烯晶格的氢化去氢吸附能的影响。计算结果表明,由于缺陷破坏了石墨烯晶格的对称性,沿着远离缺陷的路径上的吸附能发生了变化,最高升高了28.0%,最低降低了28.7%。说明缺陷对石墨烯具有分裂其氢化去氢能级的作用,具有构建多状态晶体管的潜力。（2）构建了以硫酸-聚乙烯醇为电解质的人工突触晶体管,并测试其相关的特性:该器件可以用于模拟生物神经的学习和遗忘行为。具有三种功能,快速学习和自然遗忘;对学习事件的强度和次数有明显响应;可以在特定刺激下复位,复位后清除之前学习所保留的信息。（3）构建了以磷酸-聚乙烯醇为电解质的人工突触晶体管,并测试其相关的特性:可以表现出稳定非易失记忆特性（每分钟衰减＜1%）。在10 Hz的刺激下,状态灵敏（每个状态变化仅～0.4%）,且具有大于200个对称的非易失性状态足以用于模拟神经突触权重。（4）研究了两种器件的工作机理,并根据测试所得的数据和性质,模拟了条件反射建立的过程,厘清了缺陷石墨烯在质子环境下的电化学变化:原始的缺陷石墨烯薄膜可以进行氧化还原反应,且这种反应是高度可逆的氢化去氢反应。综上所述,本文主要给出了实现电解质栅极突触晶体管的一种实现手段和相应的机理解释,这为后续通过化学手段实现性能稳定,可读性高的人工神经突触晶体管提供了一定的启示。