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有机晶体管已发展三十年，在材料和器件两个方面均有了很大的进展。虽然科学家们合成了很多载流子迁移率超过1 cm2 V-1 s-1的半导体，但实际上高性能的母核数量仍比较有限，因此材料的构效关系仍有待研究。考虑到烷氧基在小分子中较为少见，本论文主要基于各种烷氧基取代的苯并噻吩半导体，制备了各种不同结构和功能的器件，并对器件的结构-性能关系进行了研究。本论文主要的研究工作包括以下四个方面: 1.基于新型系列NDTT、NBTBT和NBTBTF三个系列烷氧基取代的苯并噻吩化合物，分别制备和优化了溶液法和真空蒸镀的器件。以NDTT-10为半导体层的薄膜晶体管最高迁移率为0.22 cm2 V-1 s-1，开关比大于107。通过对物化性质和器件表征的分析，探究了三个系列半导体的构效关系。 2.在NDTT的基础上，基于改进的BDTT系列化合物，分别制备和优化了溶液法和真空蒸镀的器件。其中BDTT-4的最高迁移率达到2.6 cm2 V-1 s-1，这是侧链只以烷氧基取代小分子的最好结果。此外，我们研究了不同烷氧基链长度对性能的影响，并根据单晶结构分析了引入氧原子的作用。 3.发展了一种基于高温退火的原位制备微米线的方法。通过甩膜和蒸镀两种方式，分别沉积NBTBT-6的超薄膜，经退火后均可得到自组装微米线，其迁移率较薄膜器件高一个量级，并具有良好的热稳定性。高分辨透射电镜、选区电子衍射表明微米线具有单晶的质量。利用类似于分子束外延的方法，借助原子力显微镜讨论了微米线的取向性。此外，我们研究了微米线的厚度分布—迁移率关系。相比常规的方法，这种原位制备的方法简单有效、无需转移，且具有良好的单晶特性。 4.基于NBTBT-6，研究了在退火过程中，薄膜器件性能的变化规律，结果表明绝缘层—半导体界面处微晶的生成和变化起了关键的作用。具体方法是，对SiO2衬底采用不同碳链长度的三氯硅烷修饰，在这些衬底上制各NBTBT-6的35nm薄膜器件，在不同温度下退火并测试性能。同样在这些衬底上制备2nm超薄膜退火得到微米线器件并测试性能。借助偏光显微镜、AFM、XRD和二维GIXRD等表征手段分析了实验结果，并提出了退火过程中界面变化的可能的模型。 5.发现基于NDTT-8、NDTT-10的底接触薄膜晶体管具有良好的水稳定性。对比明星分子并五苯和基于DPP的聚合物PDVT-10，恒温25℃，在三种测试环境下（空气（平均湿度＜15％），饱和水蒸气，二次水），连续测试三个月。结果表明NDTT-8、NDTT-10浸泡在水中三个月仍可以保持50％的迁移率。利用显微镜、AFM、电学测试、XRD/GIXRD和TOF-SIMS等表征手段对此现象进行了深入分析，并探究了相关的机理。