有机场效应晶体管(OFET)是以有机半导体材料作为活性层的晶体管器件。因其在低成本、大面积及柔性电子产品中具有巨大的应用前景，有机场效应晶体管近年来受到广泛关注。有机半导体材料是有机场效应晶体管的关键组成部分，直接决定了器件的性能和稳定性。自有机场效应晶体管问世以来，设计合成有机半导体材料一直是高性能有机场效应晶体管领域研究的重点内容。本论文设计合成了几类含有吡咯并吡咯二酮(DPP)结构单元的醌式化合物，并将它们用于场效应晶体管研究，旨在探索半导体材料的结构与性能关系，以期获得高性能、稳定性良好的新型场效应晶体管材料。本论文内容包括以下两个部分:　　(1)首次合成了两个基于DPP和并噻吩结构的醌型式化合物Q1和Q2。这类分子具有很窄的HOMO-LUMO能级带隙(1.41eV)和很低LUMO能级(约-4.6eV)，该LUMO能级完全符合空气稳定的n型有机半导体材料的要求。采用溶液旋涂的方法制备了基于这两个化合物的有机薄膜场效应晶体管器件。研究结果表明，基于Q1和Q2的薄膜器件在空气中均表现出了良好的电子传输性能，最高电子迁移率达到0.22 cm2 V-1 s-1和0.16 cm2 V-1 s-1，电流开关比大于106。其中，基于Q1的薄膜器件不经退火也能得到0.21 cm2 V-1 s-1的迁移率。以上结果表明这类化合物是良好的n-型半导体材料。另外，研究发现这类醌式化合物在电化学过程中经历了可逆的、分两步进行的还原过程。我们采用还原滴定的方法研究了这一过程，并在滴定过程中观察到了自由基阴离子和双阴离子的形成。　　(2)我们设计合成了一系列基于DPP和噻吩结构的醌式化合物TDPPQ-2～TDPPQ-5，这些化合物的烷基链具有不同的长度和分叉位置。通过场效应性能测试，并结合各类薄膜表征手段(UV-vis、AFM、GIXRD和2D-GIXRD)，我们发现烷基链的长度和分叉位置会共同影响TDPPQ分子的薄膜形貌、有序性和堆积情况，进而影响场效应性能。以上化合物都表现出空气稳定的n-型传输特性，它们的薄膜器件在空气中放置两个月性能变化不大。其中TDPPQ-3的场效应性能最好，其FET器件在空气中的电子迁移率可以达到0.72 cm2 V-1 s-1，这在目前溶液旋涂制备的DPP类小分子半导体FET中是最优的结果之一。这些结果表明合理的烷基链长度和分叉位置有利于半导体分子实现薄膜的高连续性及平整性、高结晶性和高效分子堆积之间的平衡，进而在器件中达到良好的电荷传输性能。