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有机半导体由于其相对于传统的无机半导体具有成本低、重量低和柔性等优点，随着人们对有机半导体材料光电特性研究的深入与相应应用的拓展，各种有机光电器件如有机发光二极管、有机太阳能电池等已经一步步走入人们的日常生活。有机发光二极管经过多年的发展在显示性能上已经超越液晶并已经在平板显示中占据相当的市场份额，有机太阳能电池的研究与产业也正经历飞速的发展，其携带便捷的特点将使其成为户外光电池的首选。 酞菁及其衍生物是一类非常有潜力有机半导体材料，它拥有良好的光电性质并且具有很好的热稳定性与化学稳定性。长春应用化学所闫东航研究组发展出弱外延的生长方法生长的平面酞菁有机半导体薄膜在电子学上表现出优异的性能并已成功应用于有机场效应管中。我们与闫东航研究组在此基础上合作研究弱外延方式生长的酞菁锌有机半导体薄膜的光电性能，希望通过揭示与薄膜光电性能相关的物理过程，为其进一步的优化及潜在应用提供原理上的基础。 相关文献的调研表明，虽然对有机半导体的研究已持续几十年，人们对于其理论的描述依然没有达成一致的共识。不同于无机半导体由原子通过强相互作用的共价键形成，有机半导体由分子通过弱的范德瓦尔斯相互作用形成，因此其在光电性质的测量中既表现半导体性，又表现出分子的性质，通过一般的实验手段很难揭示其光电性质内在的物理机制。 超快光谱学为我们提供了获得材料内时间分辨信息的手段。超快时间分辨瞬态吸收技术利用一束超快激光激发，一束超快激光探测能获得样品丰富的光谱动力学信息，通过对光谱的指认便能得知光激发在样品中产生的瞬态物种及其转换与衰减过程。为了对弱外延酞菁锌薄膜的超快过程进行全面的表征，我们分别搭建了可见、近红外、中红外区的超快时间分辨瞬态吸收测量系统，并成功获取了弱外延酞菁锌薄膜从可见到中红外准连续宽范围的瞬态吸收光谱。除此之外，我们还使用和搭建了大量的的稳态光谱测量系统用于表征与样品光电性质相关的光谱学特征。 我们的实验数据揭示了弱外延酞菁锌薄膜中直接的光生载流子过程及载流子弛豫过程，并在此基础上建立了弱外延酞菁锌薄膜光致物理过程的完整的物理模型:弱外延酞菁锌薄膜内高度有序的分子排列形成的周期性相互作用导致了能带的形成，入射光的激发引起了带间跃迁产生了自由的电子与空穴，产生后电子与空穴在相互吸引下将近一半快速局域化为寿命在纳秒量级的部分电荷转移态，另一半快速复合放出光和热。我们的结果将为弱外延酞菁锌薄膜在光电器件中的应用提供指导，并为其它有机半导体的研究提供参考。 在研究中一个意外的发现使我们对弱外延酞菁锌薄膜在偏振光下显微图像的各向异性产生了兴趣。通过进一步细致的偏振显微镜研究，我们建立了光偏振的各向异性吸收模型用于解释所观察到的各向异性现象。在此基础上，我们提出了一种通过偏振显微镜快速获取有机多晶薄膜晶畴尺寸、取向与结晶度图像的新方法。