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近年来,作为有机电子器件基本单元的有机场效应晶体管无论在性能上还是在功能的实现上都取得了很大的发展。合理的分子设计和器件的优化都有利于性能的提高。深度挖掘材料本身的物理化学性质,并优化制备的条件,就会开发出功能新奇的器件。本论文以功能器件的制备和性能研究为主线,结合有机半导体材料物理化学性质,通过实验技术上的改进与优化,对有机场效应晶体管和功能场效应晶体管展开了深入的研究,本论文主要研究工作包括以下五个方面: 1、用一种简单的热台退火的方法,可以降低基于蒸镀的苝酰亚胺(PDI-C13)的底栅底接触(BGBC)薄膜场效应晶体管(OTFTs)的接触电阻,减少晶界,显著提高器件迁移率和空气稳定性,电子迁移率达到3.5 cm2V-1s-1,在空气中放置2个月后,仍大于1 cm2V-1s-1。 2、通过采用较短的沟道和热退火的方法可以简便制备基于PDI-C13的BGBC发光场效应晶体管。缩短沟道长度和热退火都可以增大电流,热退火有利于电荷注入,还可以增强荧光。其本质为横向的发光二极管,栅压通过调控电子的密度来调控发光强度,发光强度是栅压的二次函数。 3、研究吡咯并吡咯二酮-噻吩共聚物P(DPP-6T)和P(DPP-7T)的结构与性能的关系,迁移率分别达到3.94cm2V-1s-1和2.82cm2V-1s-1。发现噻吩个数多,会削弱DPP上侧基空间位阻的影响,更易形成紧密的π-π堆积,有利于迁移率的提高;但分子更加刚性,溶解度小,分子量低,成膜性差,降低器件的迁移率。 4、用吡咯并吡咯二酮-苯并二噻吩D-A共聚物P(DPP4T-co-BDT)制备了光响应场效应晶体管,对弱的可见光非常敏感,在9.7μW/cm2光照下,最大光响应度为4.0×103A/W,光暗电流比为6.8×105。 5、通过模板法,用苝酰亚胺聚合物制备了尺寸均一的n-型聚合物纳米管,纳米管展现出好的电子传输性能,电子迁移率为0.02cm2V-1s-1。