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低电压(小于2V)和易制备的高性能薄膜晶体管器件和功能电路等在远程传感、可穿戴电子和物联网等领域具有广泛的应用前景。近年来,已受到人们越来越多的关注。半导体碳纳米管具有超高的电子和空穴迁移率、优越的物理和化学稳定性以及容易墨水化,使其成为制备印刷薄膜晶体管最理想的半导体材料之一。因此用半导体性单壁碳纳米管、高电容介质层(如离子胶栅介质)或高介电常数(high-k)材料(如AlOx、HfOx和ZrOx)以及印刷金属电极分别作为有源层、介电层和源漏(栅)电极,通过现代印刷技术有望构建出满足于这些新型领域所需的低电压、低成本和高性能电子器件和电路。为了开发面向这些领域应用所需的印刷电子器件和逻辑电路,本论文重点研究了低电压全印刷离子胶碳纳米管薄膜晶体管器件(SWCNT-TFTs)和低电压印刷n-型和p-型SWCNT-TFTs、低电压CMOS反相器和与非门构建和电性能研究。具体包括如下几方面:首先研究了用共聚物(PS-PMMA)和离子液体(EMIM-TFSI)组成的离子胶作为介电层,印刷银电极为源、漏电极和栅电极,制备出具有良好电学特性和均一性的低电压离子胶SWCNT-TFTs。探讨了影响全印刷离子胶SWCNT-TFTs电学不稳定性的影响因素。研究表明由于离子液体(EMIM-TFSI)与印刷银电极发生电化学反应,从而导致晶体管性能下降或失效。当离子胶选择性沉积在器件的沟道中,避免与其银源、漏电极直接接触时,就解决了全印刷离子胶器件的电学不稳定性问题。最终获得了稳定良好的双极性SWCNT-TFTs。在1.2到-0.5 V的工作电压下,器件的开关比(ION/IOFF)和亚阈值摆幅(SS)分别达到105～106和 70 mV/dec。以high-k材料HfOx作为介电层制备了低工作电压的印刷SWCNT-TFTs。对介电层种类和厚度进行了优化,选择了 10nm HfOx/AlOx作为介电层。同时探究了不同器件结构对p-型SWCNT-TFTs性能的影响。最后用parylene、SEBS和CYTOP等聚合物对制备好的p-型SWCNT-TFTs进行封装,研究了这些材料封装之后的器件性能。利用n-型化学掺杂剂,将p-型SWCNT-TFTs转换为具有良好空气稳定性的n-型SWCNT-TFTs。用性能匹配的p-型和n-型SWCNT-TFTs构建出简单逻辑电路如CMOS反相器和与非门。低电压印刷碳纳米管CMOS反相器,能够实现轨对轨(rail-to-rail)的电压输出,高低电平转换点电压～VDD/2,在VDD=1.1 V时,电压增益高达22,噪声容限约为76.4%。印刷CMOS反相器可以在VDD低至0.3 V的条件下正常工作,功耗为0.06 μW,且在空气中保存3个月后CMOS反相器仍然能够正常稳定工作。此外,与非门能够很好的实现逻辑功能,并且没有电压损耗。