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有机场效应晶体管以其质轻、价廉、柔韧性好等优点在各种显示装置以及存储器件方面有着巨大的应用前景。本论文设计合成了一系列新型有机半导体材料，通过光谱、电化学等方法对其能级关系及环境稳定性进行了研究，制备了场效应晶体管，研究其电学性能，并对有机薄膜的形貌及其对器件电学性能的影响进行了探讨。主要内容如下：
1.合成了一种新的具有并五苯类似结构的稠环化合物DBTDT。紫外-可见吸收光谱与电化学测试显示其具有高的离子化能和宽的H0MO-LUM0能级带隙，相比并五苯及其类似物，该化合物具有更高的光和氧化稳定性。用XRD和AFM研究了真空蒸镀薄膜的结晶形态与表面形貌。发现分子垂直于基底生长，形成了连续的、高度有序的多晶膜。而且随着基底温度的升高，其有序度和晶粒尺度都增大，但高的基底温度使薄膜的连续性变差。制备了DBTDT的有机薄膜晶体管，在空气中测得其为p-型器件。其场效应迁移率在基底温度为36℃时达到最高，为0.51 cm2V-1s-1，相应的开关比为4.5×10 6，相比目前报道的大多数高离子化能的材料，DBTDT是迁离率最高的材料之一，其在柔性器件的制备上具有很大的优势。
2.通过引入高离子化能的二苯并噻吩，合成了三个新型的二苯并噻吩衍生物。应用紫外-可见吸收光谱、循环伏安法研究了其能级结构，结果表明，三个化合物均具有较低的H0MO能级和较宽的H0MO-LUM0能级带隙，表明此类化合物具有很好的光和氧化稳定性。热重分析结果表明三个化合物均具有很好的热稳定性。应用XRD研究了3，7-DHTDBT真空蒸镀薄膜的结晶形态。发现分子垂直于基底生长，形成了高度有序的多晶膜。薄膜晶体管器件测试结果表明3，7-DHTDBT具有p-型特性，其场效应迁移率为0.077 cm2V-1s-1，开关比接近10 7。材料的稳定性和器件性能表明二苯并噻酚是一类好的有机半导体结构单元。
3.合成了五个新型的含炔键的复合杂环寡聚物。应用紫外-可见吸收光谱、循环伏安法研究了这些化合物的能级关系，以及结构对共轭度的影响。用X射线衍射和原子力显微镜检测了化合物1，4-二(2-(5-噻吩基)-乙炔基)苯(1)和5，5-二(2-苯基-乙炔基-)-2，2-联二噻吩(2)真空蒸镀薄膜的结晶形态。制备了化合物1和2的有机薄膜晶体管，其场效应迁移率均在基底温度为20℃时达到最高，分别为5.64×10-2cm2V-1s-1和2.82×10-2 cm2V-1s-1。
4.合成了三个含有吸电子基团的蒽的衍生物。用紫外-可见吸收光谱、循环伏安法研究了它们的能级结构。三个化合物均有较低的LUM0能级，有利于注入电子，形成电子导电沟道，表明它们是一种潜在的n-型特性半导体材料。
5.合成了两个含蒽的大共轭结构化合物。用紫外－可见吸收光谱、循环伏安法研究了它们的能级结构。化合物1，2-二(9-蒽基)-乙炔(1)有较高的H0.O能级，有利于空穴注入形成空穴导电沟道，而含有吸电子基团的化合物1，2-二((10-乙酰基-蒽基)-9-)-乙炔(2)则有较低的LUM0能级，有利于注入电子形成电子导电沟道。通过共混或层状复合的方式，在适当的器件制备与测试条件下，有望获得双极性场效应晶体管。