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有机场效应半导体材料及器件在制备射频识别标签，柔性大面积显示器以及传感器方面具有很大的潜力，因此引起了学术界和工业界相当大的关注。而相比于有机小分子半导体材料，聚合物半导体材料具有更为优越的溶液加工性和成膜性等优点。本论文以聚合物半导体材料为研究对象，以制备高性能场效应晶体管为目标，并探究了聚合物半导体材料结构和其性能之间的关系，主要内容包括以下几个方面: 1、发展了一系列具有非共价构象锁的共聚物(P2DFPE-n和P3DFPE-n)并制备了它们的场效应晶体管器件。发现不同的氟化位置会诱导产生不同类型的分子内相互作用，从而形成不同的聚合物分子共轭骨架构象。含有F…H-C构象锁的2，2-二氟二苯乙烯基共聚物(P2DFPE-n)显示高的空穴迁移率—1.3～1.5cm2V-1s-1，而含有F…H-C和F…S构象锁的3，3-二氟二苯乙烯的共聚物(P3DFPE-n)的迁移率仅为0.2～0.4cm2V-1s-1。原子力显微镜(AFM)和掠入射X射线(GIXRD)研究表明，P2DFPE-n薄膜主要采用edge-on的有序分子堆积模式，其π-π堆积距离小，其值为3.59～3.68(A);而P3DFPE-n薄膜则呈现任意的分子堆积模式，这是其迁移率较低的原因。 2、发展一类基于二噻吩基甲酮(DMO)单元的交叉共轭聚合物(PDMO-S和PDMO-Se)并考察了它们的场效应晶体管器件性能。这两种交叉共轭聚合物具有高的热稳定性和良好的溶解性。光学表征结果显示聚合物PDMO-S和PDMO-Se都在可见-紫外-近红外区域都具有宽的吸收。电化学表征结果表明PDMO-Se的最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)能级比PDMO-S的高。基于PDMO-S和PDMO-Se的场效应晶体管器件表现出空穴传输性质，其最高空穴迁移率为0.12cm2V-1s-1。 3、通过协同分子设计策略发展了一类新型D-A型聚合物半导体材料，PNBDOPV-DTBT和PNBDOPV-DTF2BT。其中PNBDOPV-DTBT的玻璃化转变温度(140℃)明显低于常用柔性基底聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的形变温度(150℃)。以该系列聚合物材料为活性层，以PET为基底制备的场效应晶体管器件表现出优异、平衡的双极性载流子传输性能和空气稳定性，其空穴、电子迁移率最高为4.68/4.72cm2V-1s-1。用1-正辛硫醇单层分子自组装层修饰Au源/漏电极之后，器件的空穴、电子迁移率进一步提高至5.97/7.07cm2V-1s-1。在空气中放置30天，该柔性器件的空穴、电子迁移率依然高达5.21/5.91cm2V-1s-1。另外，基于PNBDOPV-DTBT的柔性互补型反相器也显示了高增益值，其数值为148。该迁移率和增益值都是迄今为止柔性双极性薄膜聚合物场效应晶体管和反相器的最高值之一。 4、以基于异靛青类共聚物PIIVS1和PIIVS2及其场效应晶体管器件为研究对象，系统考察了金电极的硫醇自组装层对器件电荷输运性能的影响，并从表面能、注入势垒、电极功函变化等方面考察了产生电荷输运性能变化的内在原因。金电极经硫醇自组装层修饰后，聚合物的场效应器件的器件迁移率高达1.58cm2V-1s-1（平均值:1.28cm2V-1s-1），几乎是未经修饰金电极场效应器件的两倍。进一步研究发现电极修饰后接触电阻，接触角，Au功函数和整个器件薄膜的均一性都有所改善，从而有利于载流子的注入和器件性能的提高。