通过将二维材料制备成场效应管器件,利用电场可逆地改变其载流子浓度,可以有效地调控其电学特性。这种方式有利于我们获得并研究一些通过传统化学合成的方式无法获得的物相,并且有可能发现一些需要电场才能维持的亚稳态。另外,电场调控的方式避免了化学合成过程中对材料引入缺陷和杂质的可能。通过利用以固态氧离子导体为基础的场效应管器件对二维氧化物材料的氧含量调控,我们可以对氧化物材料的丰富物性进行研究。在本论文中,我们首先采用磁控溅射方法合成了一种新型的Gd掺杂CeO2（GDC）固态氧离子导体薄膜,并将其用作为电介质,制备了 Bi2Sr2CaCu2O8+δ场效应管器件,对Bi2Sr2CaCu2O8+δ的二维超导电性进行了研究。本文共分为以下四章:1.绪论本章分五部分对本论文的研究背景进行了阐述。第一部分分三种情况介绍了二维材料的掺杂,对比了它们的优缺点。第二部分介绍了固态氧离子导体的研究背景。第三部分介绍了通过使用静电掺杂和电化学掺杂手段调控载流子浓度的方式对多种氧化物的丰富物性的调控。通过对氧含量改变对氧化物丰富物性影响的了解,我们认识到固态氧离子场效应管的具有重要的应用价值。第四部分对铜氧化物超导体和Bi2Sr2CaCu2O8+δ做了简单的介绍。第五部分对二维材料体系中的超导绝缘体转变以及有限尺度标度分析方法进行了介绍。2.薄膜沉积技术本章介绍了几种常用的薄膜沉积技术,对每种沉积方法的适用性和优缺点进行了比较,并详细地介绍了几种不同的物理气相沉积技术。3.固态氧离子导体的制备本章介绍了我们制备新型Gd掺杂CeO2（GDC）固态氧离子导体薄膜的实验方法。首先我们采用溶胶凝胶法制备了 Gd0.2Ce0.8O1.9的粉体材料,之后我们用热压的手段将粉体制成磁控溅射靶材,最后我们使用磁控溅射的方法在导电的Nb掺杂的SrTiO3衬底上生长Gd掺杂CeO2氧离子导体薄膜。对于可以解理,或者是需要用MBE、PLD、磁控溅射和CVD等手段生长的的二维材料,这种氧离子导体薄膜均可以作为衬底来制备场效应管器件。4.Gd掺杂CeO2固态氧离子导体对Bi2Sr2CaCu2O8+δ超导电性的电场调控在本章当中,我们通过将解理获得的Bi2Sr2CaCu2O8+δ薄层转移到Gd掺杂CeO2固态氧离子导体薄膜上,获得了可以对Bi2Sr2CaCu2O8+δ薄层样品氧含量进行连续调控的场效应管器件。通过对Bi2Sr2CaCu2O8+δ样品施加正负电压,我们获得了 Bi2Sr2CaCu2O8+δ从欠掺杂的莫特绝缘体到过掺杂区间的超导相图,并对Bi2Sr2CaCu2O8+δ的超导绝缘体二维量子相变进行了分析。这一工作证实了我们制备的Gd掺杂CeO2固态氧离子导体具有出色的氧含量调控能力,并且可以广泛地应用于其他具有丰富物性的氧化物的氧含量调控。