单壁碳纳米管薄膜作为一种二维结构材料,以其优异的化学、力学以及电学等性能在薄膜场效应晶体管和传感器等方面具有巨大的应用前景。碳纳米管薄膜的均匀性、密度和相貌会对器件的性能具有决定性影响,如何提高薄膜器件性能的一致性是后续逻辑电路集成的重要前提。本论文利用溶液法沉积了高质量的半导体性碳纳米管薄膜,构建了大规模、高性能的薄膜场效应晶体管阵列,提升了器件制备过程的可重复性,并对薄膜器件的电流转移滞回特性进行了研究分析。主要研究内容如下:对溶液法沉积碳纳米管薄膜的实验参数做了改进,实现了不同密度碳纳米管薄膜在Si/SiO₂基底上的均匀沉积;研究了碳纳米管的密度和形貌对薄膜方块电阻的影响规律。选择了三种不同密度的半导体性碳纳米管薄膜作为导电沟道层,利用紫外光刻技术制备了大规模的碳纳米管薄膜场效应晶体管阵列,对比研究了碳管密度对薄膜晶体管电流转移特性及输出特性的影响,通过大批量测试分析研究了器件性能的一致性及制备过程的可重复性。研究结果表明,密度适中的碳纳米管薄膜能够用于构建大规模、高性能、可重复性良好的晶体管器件阵列。研究了栅极电压扫描范围、扫描速率以及气氛条件对薄膜器件电流转移滞回特性的影响,结果表明器件的电流转移滞回现象随栅极电压扫描范围的增大而增强,随栅压扫描速率的增大而减弱。进一步测量研究了器件电流在特定栅压下随时间变化的动态特征,深入分析了滞回现象的形成机制,研究结果表明滞回现象的产生与SiO₂介电层内部与表面缺陷以及表面所吸附的气体分子对感生电荷的捕获/释放行为相关。数据拟合分析结果表明介电层内部缺陷电荷捕获的特征时间68.71 s、介电层表面缺陷对应的特征时间为589.47 s、表面吸附气体分子所对应的特征时间为1647.41s。