有机电化学晶体管(OECT)自首次报道以来,因其具有制作工艺简单、工作电压低、灵敏度高、与柔性衬底相容性好等优点而被广泛用于众多领域。本文基于交流双极电化学沉积的方法制备了 OECT阵列,通过改变交流电压的频率实现了对有机半导体(OS)薄膜宽度(W)、厚度(D)以及OECT性能的调控。主要做了以下工作:(1)使用交流双极电沉积的方法,在尖端间距为10 μm的微电极之间制备聚(3,4乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)薄膜,探究了实验参数对于PEDOT:PSS膜形貌的影响。通过调整驱动电压频率可以制备出不同宽度和厚度的PEDOT:PSS膜,并使用原子力显微镜和激光显微镜对其三维形貌做了表征,探究了驱动电压幅值和EDOT单体浓度对于PEDOT:PSS膜形貌的影响,结果表明幅值和浓度对于PEDOT:PSS膜形貌的影响较小,特别是膜的宽度和厚度。随着频率的升高,PEDOT:PSS膜的宽度和厚度逐渐减小。(2)利用循环伏安法对EDOT单体聚合的电化学过程进行分析,聚合过程的循环伏安曲线出现两个峰,第一个峰的峰位在1.15 V归因于EDOT在电极表面的氧化,第二个峰的峰位在1.40 V归因于电极表面PEDOT的过氧化;第一个峰对应的电流密度与扫描速率的开方近似成线性关系,表明EDOT氧化过程受溶液中反应物质传质速率限制。(3)根据现有研究结果提出了一个等效电路,并使用电化学阻抗谱(EIS)确定了等效电路中电路元件的参数;利用Multisim电路仿真软件计算了实验装置中不同位置的电势分布,并用电势分布解释了驱动电压频率和幅值对PEDOT:PSS薄膜形貌的影响机理。(4)利用交流双极电化学的方法,实现了阵列化制备OECT,并对其性能进行测量。测量结果显示,阵列器件的漏电流(Ids)、最大跨导值(gm)、电流开关比(Ion/off)、阈值电压(VT)、开响应时间(τon)、关响应时间(τoff)具有良好的均一性;通过改变驱动电压的频率,实现了 OECT性能的调控。当驱动电压的频率从50 Hz增加到1000 Hz,OECT器件的Ids的最大值从450 μA减小到160 μA,gm的均值从0.8 mS减小到0.15 mS,Ion/off的均值从164减小到64,VT的均值从0.32 V减小到0.25 V,开响应时间τon的均值从75ms减小到22ms,关响应时间τoff的均值从227ms减小到126ms。为了进一步探究OECT性能与有机半导体(OS)沟道尺寸的关系,将OECT的性能数据与OS沟道层的W和D联系在一起,结果表明gm、Ion/off均与W·D/L成正比,VT与D成正比,τon、τoff均与D·(?)成正比,其中随着D的增加,VT的变化比较微弱,变化量仅仅只有0.07 V。