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近年来，由于聚合物场效应晶体管(PFETs)在柔性电子纸和智能卡片等方面有着很大的应用前景，其成为国内外科研工作者研究的热点。有机场效应晶体管器件结构的合理选择和器件界面的妥善修饰对制备高性能的聚合物场效应晶体管有着至关重要的影响。本文以获得高迁移率的聚合物场效应晶体管为目标，合理选择器件结构，并对半导体/介电层界面进行精细修饰，设计制备了一系列有机场效应晶体管器件，并对它们的电学特性进行了系统研究，考察了有机半导体薄膜态分子微观排列和表面形貌分布，并进行深度研究;与此同时，深入探讨了有机半导体分子结构与其场效应性能之间的关系，以供有机合成人员参考借鉴。取得了以下研究结果: 1.成功制备了以PMMA为绝缘层的聚合物场效应晶体管。我们研究发现:PMMA分子量很大程度地影响着聚合物场效应晶体管中的载流子传输特性。随着PMMA分子量从120 kDa提高到1000 kDa，基于P(NDI20D-T2)的聚合物场效应晶体管器件的空穴和电子迁移率也都随之同时提高并逐渐达到平衡;电子和空穴迁移率最终达到0.85cm2V-1 s-1和0.35 cm2 V-1 s-1。随后，我们还制备了对应的反相器，其增益值高达100。另外也成功制备了以PNVT-8为半导体层的聚合物场效应晶体管，类似现象也被我们观察到。我们系统研究发现，高分子量PMMA和聚合物半导体材料之间界面的低陷阱密度是导致高性能的根本原因。这一研究发现是目前唯一一例可以同时增强电子和空穴载流子传输的方法，这为以后制备高性能双极性场效应晶体管提供了指导和借鉴意义。 2.设计合成了一系列新型DPP和MOTT单元共聚的聚合物半导体材料。四个聚合物材料PDMOTT-n表现出约1.27eV的窄带隙和宽光学吸收。基于此PDMOTT-n的聚合物场效应晶体管器件成功制备出，其展现出典型P型半导体传输特性。拥有最长烷基侧链的PDMOTT-420材料展现出最高2.01 cm2 V-1 s-1的空穴迁移率和104-105的电流开关比。通过原子力显微镜表征研究，发现PDMOTT-420薄膜态能形成更大的晶粒和更有利于载流子传输的纳米纤维棒微观结构;通过掠入射X射线衍射表征研究，发现PDMOTT-420薄膜态微观分子排列具有更短的π-π堆积距离和更好的结晶性。通过成功制备PDMOTT-n的聚合物场效应晶体管器件并对其性能优化，总结出化学分子结构与其场效应性能之间的构效关系，对以后的有机半导体合成和制备高性能场效应晶体管器件有重要的借鉴意义。 3.以氮杂化的异靛为构建单元，设计合成了一系列连噻吩的氮杂化异靛聚合物半导体材料。单体不仅增强了平面性，而且最大程度地减小了临近基团的二面角，这样很大程度地促进了分子内载流子的传输。分别制备了底栅底接触和顶栅底接触器件结构的聚合物场效应晶体管器件，在空气中测试分别获得了7.28 cm2 V-1 s-1的空穴迁移率和2.33 cm2 V-1 s-1/0.78 cm2 V-1 s-1的空穴/电子迁移率。二维掠入X射线衍射表征展现出薄膜态分子具有很强的结晶性。这一结果是目前报道的异靛类聚合物半导体材料的最好性能之一。这一研究对以后其他元素杂化以设计合成并制备出高性能场效应晶体管有很好的借鉴意义。 4.利用设计合成的二酮桥连交替共聚物PDT0-n(n=1和2)作为场效应晶体管的半导体材料，我们成功制备了基于此系列材料的聚合物场效应晶体管器件。通过对场效应晶体管器件性能的研究，该系列材料展示出非常典型的P型传输特性，其中PDT0-2材料场效应性能较为优秀，其最高空穴载流子可达到0.54 cm2 V-1 s-1，开关比高达106-107。我们通过GIXRD和AFM表征得知，PDTO-2薄膜具有更好结晶性和微观分子具有更有序的分子排列是导致高空穴迁移率的根本原因。我们通过对二酮桥连交替共聚物在场效应晶体管方面的研究，给广大科研工作者提出引入构象锁来合理设计并获得高迁移率的新型聚合物半导体材料的新思路，对今后有机电子学的蓬勃发展具有很重要的指导意义。