柔性电子产品以其轻巧,出色的机械柔韧性和抗冲击性受到越来越多的关注。其中作为显示领域的重要元件,柔性氧化物薄膜晶体管具有较高的迁移率、较好的柔韧性以及可低温制备等优点。随着柔性薄膜晶体管的深入研究,柔性显示产品逐渐出现在人们的日常生活中。对于柔性薄膜晶体管而言,其衬底的选择尤其重要,在众多柔性材料中,纤维素纸以其可回收,廉价和可生物降解等特性脱颖而出。虽然目前研究的纸基晶体管已展现出一些较好的电学性能,但纸基衬底粗糙度较高、制备工艺较复杂、所需工作电压较大等问题仍需解决。近几年,纳米纤维素由于其强大的机械强度和出色的柔韧性而备受关注,利用纳米纤维素制备的纸其内部组成直径比普通纸要小得多。研究发现,以纳米纤维素作为栅介质的晶体管在电场作用下产生双电层静电耦合效应,在较低的栅极电压下,晶体管的沟道层就可以静电感应出高密度的载流子,有效的降低了晶体管的工作电压。本文主要研究基于纳米纤维素的柔性双电层薄膜晶体管,首先,利用银/纳米纤维素/银的结构表征了纳米纤维素的电学性能,其展现出较大的双电层电容和较小的漏电流。然后将纳米纤维素溶液滴加在镀有Ag层的纸张衬底上,低温干燥成膜后,在纳米纤维素膜上溅射ITO作为晶体管的沟道和源漏电极。此类晶体管可以在较低的电压下工作并表现出较好的电学性能,其载流子迁移率为4.15cm² V^-1s^-1。说明纳米纤维素是一种较为出色的栅极电解质。本文提出使用纳米纤维素和纸的组合衬底,使用纳米纤维素溶液改善普通纸张的孔隙结构,在纳米纤维素的纸质基材上制造了一种基于柔性ITO的薄膜晶体管。纳米纤维素纸同时用作晶体管的栅极电介质和衬底,通过“一步法”溅射沉积ITO作为源/漏电极和沟道层。由于存在可移动的质子,该纸具有2.3μF/cm²的双电层电容。此类器件可以在2.0 V的低电压下工作,并具有7.5×10⁶的较高电流开关比和7.8 cm² V^-1s^-1的载流子迁移率。此外,经测试发现此类晶体管具有较好的机械稳定性,环境稳定性以及偏压稳定性。最后,利用此类薄膜晶体管的双侧栅结构演示了反相器和NAND逻辑操作。综上所述,基于纳米纤维素的两类低压柔性薄膜晶体管都具有较好的电学性能,本文探索了纳米纤维素在柔性电子产品的可能性。此类低成本,可生物降解的纸基柔性薄膜晶体管对于便携式电子产品的发展有着重要意义。