近些年来，随着对于有机半导体材料结构性能的关系理论知识的研究不断深入，基于有机单晶半导体的晶体管迁移率已经超过非晶硅，达到与多晶硅相当的水平，以有机场效应晶体管为基础的有机电路也在高速发展中。因此，基于有机单晶的高度有序分子堆积，低密度缺陷等一系列的优势，发展高性能，多功能有机单晶功能器件是有机半导体研究的重点之一。本论文针对有机单晶在生长，分子设计，器件性能，功能探索等方面进行了一系列工作，希望能够通过对有机单晶的研究使其广泛的应用于高性能，功能化的有机电路中，进一步推进有机电子学的发展。本论文主要的研究工作主要包括以下五个方面:　　1.借助于有机半导体材料的物理化学性质和晶体管对微小电流的灵敏检测能力，有机场效应晶体管在压力、光、气体、手性传感等领域的多功能应用已经成为了新兴的研究热点。我们设计合成了一系列一类含苯并[1，2-b:4，5-b]二噻吩二聚体的有机半导体材料，并研究了其有机场效应晶体管性能和其在紫外光传感方面的应用。　　2.溶液法制备晶态高性能有机场效应晶体管一直是一个亟待解决的问题。我们利用在旋涂过程中滴注一滴超微量的材料稀溶液的方法，制备得到了高结晶度的有机半导体薄膜，经过XRD，GIXD和SAED等的表征方法验证了薄膜的单晶特性，基于该薄膜制备的底栅顶接触器件器件电子迁移率达1.84cm2V-1s-1，较之前报道有了显著提升，验证了该方法的可行性。　　3.晶体堆积对于有机半导体材料的性能有着显著的影响。我们通过对比吲哚[3，2-b]咔唑(ICZ)及其两种衍生物的单晶结构，研究不同取代基对于材料晶体堆积的影响，发现卤素和烷基链的取代可以使分子由鱼骨状堆积转变为π-π堆积从而有效地提高了材料的场效应迁移率。基于卤素和烷基链取代的CHICZ材料的单晶场效应迁移率达到了0.8 cm2V-1s-1，同时我们研究了该材料单晶器件对于乙醇气体的传感性能，说明该材料在气体传感方面具有潜在的应用价值。　　4.有机单晶由于其内部结构高度规整一直是制备高性能器件的首选。因此了解有机单晶的生长过程尤为重要，通过对多达十几种有机材料的单晶晶核形貌的研究发现，所有材料在晶体生长初期都会出现六边形晶体的形貌。根据周期键链(PBCs)理论我们推测了晶体由晶核生长为较大晶体的生长过程，并通过DFICZ材料予以了验证。　　5.随着有机光子学研究的迅速发展，有机光通信正逐渐成为可能。我们利用有机场效应晶体管的器件结构，利用场效应诱导电流对单晶沟道内光子传输进行调控，并实现了对波导光强的有效调控，效率最高可达70％，该工作一方面对于理解单晶中感应电场与光子相互作用具有指导意义，并预示着基于有机场效应晶体管的有机光电互调器件的实际可行性。