随着物联网时代和5G时代发展,物联网与互联网有着密不可分的关系。物联网在5G时代的基础上实现了物物相连和万物互联。而物联网在感知层则需要庞大的各式各样的传感器,由这些传感器的传感信号继而在后续网络构建层进行读取。因此在复杂的智能交互系统要求更多的多功能、多模态的且节能高效的传感器件。自摩擦纳米发电机（TENG）发明以来,摩擦电势与半导体器件相结合开辟了摩擦电子学这一研究领域。本课题基于摩擦电势调控双栅非晶铟镓锌氧化物晶体管,形成多功能传感（位移、压力、光）器件,并利用非晶铟镓锌氧化物（a-IGZO）的持续光电导特性,形成光突触,利用光脉冲调节突触的权重模拟了图像边缘检测。本文的主要研究工作如下三个方面:第一,构建了一种基于摩擦电势调控具有双栅的非晶铟镓锌氧化物（a-IGZO）晶体管器件级别的多功能传感平台,该器件具有二氧化硅为栅介质的底栅和空气栅介质的顶栅,可以用作多功能传感器（包括距离/压力/光学传感器和人工光子突触）。了解了非晶铟镓锌氧化物晶体管的基本电学性能。当底部栅压为-10 V到60 V时,a-IGZO晶体管的电流开关比可达到1.7×10~6和阈值电压为0 V。当顶部栅压为-100 V到100 V时,此时该器件的电流开关比为1×10~3和阈值电压为25 V。通过双栅的结构,并讨论了电容耦合对该器件的影响。第二,研究了基于摩擦电调控的双栅非晶铟镓锌氧化物场效应晶体管的多功能传感。首先,阐述了摩擦电子学晶体管的工作原理,证明了该多功能晶体管器件可以很容易地由摩擦电势驱动,并且可作为与机械位移相关的高度灵敏的距离传感器,当位移距离为-0.04到0.14 mm时,灵敏度为2.05×10~5 mm-1,当位移在0.16 mm到0.3mm时,灵敏度为1.57×10~6mm-1。其次,在TENG产生的摩擦电势调控晶体管和根据顶栅的空气栅介质在外部压力的作用下引起的电容变化,实现了从55.5 k Pa到344.4 k Pa的压力传感,其响应时间为120 ms。最后,非晶铟镓锌氧化物（a-IGZO）的固有光电导特性,阐述了摩擦电子学非晶氧化物晶体管的光响应的工作机制,实现了在465 nm的光传感,其光响应度为10~5A/W。第三,模拟了由于非晶铟镓锌氧化物（a-IGZO）中存在与氧空位相关的持续光电导（PPC）,在协同摩擦电势的调制下,该器件也易于通过光脉冲模拟生物突触行为,并通过更新突触权重来用于图像边缘检测。本文通过制备具有双栅的摩擦电子学器件,并对其进行多种传感信号的测试和表征。该器件在多功能智能传感、人机交互、可穿戴智能电子设备、图像识别处理和神经形态芯片方面具有巨大的潜力。