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有机场效应晶体管(OFET)是一种基于有机半导体材料所制各成的有机电子器件，因具有可低温制备、材料体系丰富、较低的成本和柔性、易弯曲的特点，受到了广泛的关注及研究。经过二十到三十年的研究和发展，虽然OFET在电学性能方面已取得显著的提高，但目前却很少在实际应用中看到它们的身影。其中，最关键的两个限制性因素是:1）器件的迁移率依然不够高，由其制备的逻辑电路运行速度太低;2）器件的工作稳定性较差，长时间工作的情况下，阈值电压漂移非常严重。而这些问题，都与OFET中载流子的输运性质息息相关。因此，加深对OFET中载流子输运机制的理解对于半导体材料的设计以及器件的制备有非常重要的指导作用。本论文通过对OFET中的载流子注入、半导体-介电界面传输、栅压应力效应、体传输等问题从载流子输运角度进行实验和分析，揭示了能量无序度、电子声子相互作用等因素对OFET电学性质的影响。本论文主要研究内容如下: 1.利用变温电学表征系统地研究了OFET载流子注入过程的限制因素。发现，金属电极直接与半导体接触的情况下，接触电阻在很大的温度区间内由热电子发射过程主导，电导表现为肖特基势垒限制的载流子注入过程;而通过界面掺杂消除肖特基势垒之后，接触电阻会降低一个数量级，这时电导转变成由半导体活性层的纵向传输所限制的载流子注入过程，其温度依赖关系由高温区域的多次捕获并释放(MTR)的传输形式转变为低温下的Mott式变程跳跃(VRH)。 2.为更深的理解OFET活性层中电导的纵向传输机制，我们利用测量有机小分子单晶体空间电荷限制电流来直接探究分子晶体中边对边(edge-to-edge)的电荷迁移机制。通过变温伏安特性以及我们提出的小极化子调制空间电荷限制电流模型，测得了分子中由电子-声子耦合所导致的重整化能，并与理论计算值符合较好;此外还得到了分子间的转移积分，以及载流子连续跳跃电导中的跳跃距离，此距离与分子晶体c晶向的晶格常数基本吻合，说明在edge-to-edge的分子堆垛方向上，每个分子都作为一个捕获中心，与我们的假设完全自洽。 3.在低温下研究OFET的栅压应力效应，利用二维晶粒边界模型以及变温电学表征实验得到了晶粒内部与晶粒边界中的深缺陷能级对载流子捕获的不同动力学特征。并将这些现象与载流子的随机行走性输运建立关联，说明深缺陷能级对载流子的捕获是受载流子扩散过程所限制的。在无序的晶粒边界，载流子以跳跃的形式在浅缺陷能级中扩散，而在晶粒内部，载流子的扩散限制更多来自晶格散射和极化子效应。 4.实现对高性能并五苯单分子层有机场效应晶体管(OSMT)的电学表征，所得迁移率高达0.3cm2V-1s-1，比之前报道的并五苯OSMT结果高出一个量级。同时，我们对其进行了系统的电学表征实验，来直接探究界面输运特性。发现晶粒边界处的势垒高度比传统薄膜晶体管的要高出2倍，而且迁移率与场强的关系不再满足Poole-Frenkel定则，我们认为，在传统晶体管中，载流子遇到晶粒边界可以通过其它层中的晶粒跨过晶粒边界，这使得晶粒边界中的无序度对器件性能影响降低，而在单分子膜晶体管中，晶粒边界的影响更加明显，这些研究为深入理解单分子层器件超高性能气体传感器奠定了基础。 5.使用溶剂蒸汽退火方式制备了基于C8BTBT分子的有机单晶，通过制各二端器件测得了此种单晶的伏安特性表征，其中的电导特性，如迁移率由空间电荷限制电流模型提取。我们发现在室温附近，迁移率表现为热激活的形式，随着温度降低而转变为类能带输运。通过对单晶的变温光致发光表征，我们发现黄昆-里斯系数随着温度降低而降低，即电子声子相互作用随着温度降低而被压制，这也解释了单晶输运中，载流子由室温附近的小极化子主导的跳跃传输转变为低温下大极化子所主导的离域型传输。 6.对有机半导体与无机半导体相结合所表现出来的电学性质进行了初步探索。包括利用C8BTBT钙钛矿杂化体系来提高光生载流子的导出效率，利用P型有机小分子DNTT与n型IGZO互补形成高性能双极沟道场效应晶体管，以及利用强电负性有机小分子来抽取二硫化钼晶体管中的热电子以达到调制开启电压的目的。这些研究将开启对有机-无机杂化体系深入系统的思考，为未来有机-无机杂化体系的发展奠定了基础。