半导体准一维纳米线在纳米电子以及纳米光电子方面具有巨大应用前景，近年来受到了国际学术界的广泛关注。1991年日本NEC公司的饭岛(Iijima)发现了碳纳米管，推动了一维纳米材料的研究。2006年，哈佛大学向杰等人报道了在ZnO纳米线中存在受限的一维空穴气，证明了纳米线作为高性能电子器件的可行性，促进了纳米电子器件的高速发展。　　 ZnO纳米器件具有尺寸小、功耗低、无毒害、成本低，并具有可恢复性等一系列优点，在各类ZnO纳米器件中，ZnO纳米线场效应晶体管以其独特的传感器性能，引起广泛关注，是具有潜质的新一代化学传感器，已引起了国际上广泛的关注。2006年，加州大学的Jia G.Lu等人首次报道了可恢复性ZnO化学传感器。国内的研究主要集中在材料制备以及发光二极管等两端器件的研究上，而作为三端器件的晶体管研究则相对较少。　　 故此本论文对准一维氧化锌纳米线场效应晶体管器件及其理论进行了研究，并取得了如下的主要的创新性研究成果：　　 1、开发了一套微电子工艺和纳米操控相结合的ZnO纳米线场效应晶体管制备方法，其中包括了“由下至上”的纳米设计和制备方法，特殊的定位标记和版图以便于纳米线的精确定位和纳米光刻，以及纳米操控等方法。使用多种不同的定位和操控方法，如介电电泳和原子力显微镜等；利用电子束光刻和接触式光刻技术实现所需线条；制作具有良好欧姆接触性能的源漏电极，自主开发栅氧和栅电极制备技术；最终建立一套完整的制备工艺流程。　　 2、实现了ZnO纳米线场效应晶体管原型器件，并研究了其器件的电气性能、电荷输运机制及气体传感器性能；搭建测试平台，形成完整的测试方案。提取模型参数，建立相应的器件模型。对材料的载流子浓度、电子迁移率以及电导率等参数进行了计算和讨论。测得氧化锌纳米线场效应晶体管的电子迁移率ue=50.17cm2/Vs，低频跨导dIds/dVg=0.96 uS(Vds=2.5 V)，电导率σ=0.96Ω-1·cm-1。并测试了氧化锌纳米线场效应晶体管的紫外敏感特性，在不同光强的紫外光辐照下以及氧气氛围中测试了器件的转移特性曲线和输出特性曲线，氧化锌纳米线场效应晶体管的电流、电子迁移率、电导率变化显著，并对其进行了原理上的分析。　　 3、使用基于密度泛函理论的第一性原理对氧化锌的基本性质进行了计算分析。计算了理想化学配比ZnO的电子结构。结果表明：ZnO是一种直接禁带半导体材料，导带底和价带顶都位于布里渊区G处，计算的禁带宽度比实验值偏低，但是不影响对ZnO电子结构的分析，Zn填隙是导致本征ZnO呈现n型导电性的主要原因。　　 综上所述，本文对ZnO纳米线场效应晶体管进行了研究，开发了一套结合微电子工艺和纳米操控技术的新的工艺流程，并制备和测试了器件，并对其进行了理论方面的分析，完成了一整套的研究工作。