突触晶体管是实现神经形态运算和人机交互的硬件基础,也是突破传统冯洛伊曼体系计算机发展瓶颈的重要途径。其中,基于双电层效应的有机固态电解质栅控氧化物突触晶体管具有驱动电压低、制程温度低、弯曲性能好等特点,在类脑电子器件应用方面具有独特的优势,受到了研究者的广泛关注。然而,常见的有机固态电解质的离子电导率在常温下普遍较低,双电层特性较差,难以实现高性能的突触晶体管。另外,在突触晶体管的应用方面,对嗅觉突触晶体管的研究较少,当前气体传感器的研究主要集中在“感”,探索气体传感特性的提升策略,缺乏具有类脑学习功能的气体感知一体化研究。针对上述技术难题,本论文的主要工作如下:一、利用静电纺丝制备氧化物纳米纤维来为离子的迁移提供“通道”,制备了基于复合电解质的高性能突触晶体管。二、利用静电纺丝制备的纳米纤维场效应晶体管把气体探测的“感”和“知”融合为一体,实现了有学习记忆功能的嗅觉突触晶体管,成功模拟了气体探测的感知一体化。具体研究内容和创新点如下:（1）基于复合固态电解质双栅InZn O神经形态晶体管的构筑。通过静电纺丝制备了Li7La3Zr2O12（LLZO）纳米纤维,并以PVA/LLZO复合电解质作为栅介质层,成功制备了双电层突触晶体管器件。采用热重分析确定了静电纺丝LLZO纳米纤维的退火温度,使用TEM,SEM对LLZO纳米纤维晶体进行结构分析和形貌表征,结果显示LLZO纳米纤维有着良好的表面形态和晶体结构。同时也对PVA/LLZO复合电解质薄膜进行Raman光谱、SEM、光透过等测试。器件模拟了兴奋性突触后电流,双脉冲易化,高/低通滤波,巴普洛夫实验和逻辑功能等突触特性。值得注意的是,该突触晶体管器件模拟的双脉冲易化在低频率下（1 Hz）,仍然拥有较高的双脉冲易化系数。（2）高离子电导率Li0.33La0.557Ti O3（LLTO）纳米纤维/聚合物复合固态电解质柔性透明InZn O突触晶体管的研究。以PET柔性材料为基底,成功制备了PEO/PVP/LLTO复合电解质薄膜为栅介质层的高性能柔性突触晶体管。研究了离子在PEO/PVP/LLTO复合电解质薄膜中的迁移过程,阻抗测试结果表明,LLTO纳米纤维的加入会极大地提高离子电导率,PEO/PVP/LLTO薄膜的离子电导率高达4.5×10-2S/m。制备的柔性突触晶体管有着良好的电学性能,其电流开关比(Ion/Ioff)为5×10~5,器件的迁移率（μ）和亚阈值摆幅（SS）分别为0.86cm~2/Vs和0.166 V/decade。在柔性弯曲实验中,器件表现出良好的稳定性。同时该器件成功地模拟了一系列重要的突触特性,比如:动态时间滤波,非线性求和,多端脉冲输入的时空整合以及实现了“AND”和“YES”逻辑功能。（3）具有气体感知功能的静电纺丝InGdO纳米纤维场效应晶体管的研究。利用静电纺丝成功地制备了InGdO纳米纤维场效应晶体管,并通过调控InGdO纳米纤维的氧空位成功模拟了嗅觉功能。引入稀土元素Gd有效地提高了In2O3气体传感器的电学性能和传感性能,测试了不同Gd掺杂浓度下器件的电学性能,发现当Gd的掺杂浓度为3mol.%时,InGdO纳米纤维场效应晶体管表现出最优异的电学性能:阈值电压(VTH)为1.61 V,μ为1.28 cm~2/Vs,Ion/Ioff达到了2.05×10~7,SS为0.66 V/decade。利用该器件成功地测试了在不同浓度DMF、不同环境湿度、不同脉冲条件刺激下突触晶体管的突触行为,并成功地模拟了巴普洛夫条件反射实验。