近几年,科研人员利用有机单晶在光泵浦激光和场效应晶体管中的研究取得了很大的进展,获得了数例兼具高发光和高迁移的有机晶体。这是因为有机单晶相比于无定型薄膜而言具有有序的堆积结构和低的缺陷密度,能够获得比薄膜状态下更好的光电性质。此外,晶体结构的确定性,使得有机单晶适合作为模板,研究分子结构和分子堆积对于光电性质的影响。因此,本论文基于已成熟的对苯撑乙烯体系继续开发新材料,对其光物理性质进行系统性表征,并对其晶体的光电性质应用进行了研究,尝试建立其性质与结构的关系。论文主要内容可以总结为以下三个部分:第一章概述了本论文相关的有机晶体的基本性质、光电性质及其光电应用。第二章设计并合成了新型对苯撑乙烯小分子（2Z,2’Z）-3,3’-（1,4-phenylene）bis（2-（[1,1’-biphenyl]-4-yl）acrylonitrile）（β-PBBA）,并对其不同聚集状态下的光物理性质进行系统性表征。通过物理气相升华法（PVT）制备得到了β-PBBA片状单晶并解析出其晶体结构。通过单晶X射线衍射、掠入射广角X射线散射（GIWAXS）和理论计算,研究了聚集态对分子构型带来的变化。通过变温荧光光谱,研究了温度对于分子光物理性质的影响。本章详细介绍了聚集态和温度对于β-PBBA分子光物理的影响,为晶体的光电性质研究打下基础。第三章研究了β-PBBA单晶光波导、自发辐射放大（ASE）和电学性能。经过对β-PBBA单晶光波导和自发辐射放大性质的测试,证明β-PBBA单晶具有突出的光学性质,能够制备低阈值的光泵激光,其光损耗系数和阈值分别为0.027μm-1和7.2μJ cm-2,低于大部分有机单晶材料。制备了有机单晶场效应晶体管对单晶电学性质进行表征,发现β-PBBA单晶为P型传输材料,迁移率为0.018 cm~2V-1 s-1。通过各向异性的测试,长轴取得了更出色光电性质。本章对于晶体（包括各向异性）的光学性质和电学性质的测试,有助于对苯撑乙烯分子的设计。