氧化物半导体薄膜晶体管（TFT）由于具有高迁移率、低工艺温度、可见光波段透明的优点，在平板显示领域有着广阔的应用前景。然而传统的栅介质材料电容较小使得薄膜晶体管工作电压一般在10V以上，导致其在便携式低功耗电子领域中的应用受到限制。为解决这一问题，本论文研究了以具有巨大双电层电容效应的聚电解质作为栅介质的薄膜晶体管。由于聚电解质具有巨大双电层电容效应，这类晶体管可在较低电压下工作。本文主要包括以下内容：　　（1）采用无机-有机杂化聚电解质作为晶体管的栅介质层，成功研制出ZnO双电层薄膜晶体管（EDLTs），器件表现出了非常高的开关电流比（＞107）和比较低的阈值电压（＜3V）。为提升晶体管性能，研究了溅射过程中有源层厚度、氧氩流量比和沉积温度对晶体管电学特性的影响。在室温下，氧氩流量比为5/25sccm制备的器件有着优异的性能：开关电流比高达4.66×108，阈值电压为2.4V，亚阈值摆幅为61mV dec-1，跨导为8.4mS。此外，通过升高薄膜沉积温度，晶体管阈值电压会进一步下降，循环测试下器件的性能更加稳定，但是会导致关态电流增加。　　（2）采用无机-有机杂化聚电解质作为晶体管的栅介质层，成功研制出WO3电化学薄膜晶体管（ECTs）。此晶体管可同时进行光学和电学的调制，Li+在较大正栅压作用下能够注入到沟道层中与WO3发生氧化还原反应，WO3被还原后生成的钨青铜LixWO3具有金属导电性，这极大地增加了器件的电流调制能力。研究表明增大WO3薄膜沉积时的氧氩流量比、增大聚电解质中的Li+浓度能对提升晶体管电学性能产生重要影响。此外，与多晶WO3电化学薄膜晶体管相比，非晶WO3电化学薄膜晶体管有更优异的性能：开关电流比高达2.82×108，阈值电压为0.8V，亚阈值摆幅为86.4mV dec-1，跨导为8.48mS，而且循环测试下其转移特性仍有较好保持。　　（3）基于WO3电化学薄膜晶体管，模拟了神经突触的某些基本功能。在晶体管的栅极施加正脉冲刺激后，沟道电流响应行为与生物突触的兴奋性突触后电流（EPSC）过程非常相似，EPSC是由脉冲的宽度和高度共同决定。向薄膜晶体管栅极施加连续的电压脉冲刺激实现了突触可塑性的模拟，薄膜晶体管的短期突触可塑性是由单纯的双电层静电耦合调制引起的，增大脉冲串的脉冲高度会引起的WO3沟道层的电化学掺杂，突触塑性会由短时程增强转变为长时程增强。另外，减小漏源电压VDS，可进一步增强薄膜晶体管的长时记忆特性。