有机场效应晶体管（OFET）具有柔韧性强、可溶液加工、制备温度低、易实现大面积加工等特点,现如今,有机场效应晶体管（OFET）已经发展成为一种特别具有吸引力的、低成本和灵活的电子元器件,尤其是在光信号检测领域,有机半导体特有的光电子特性使其在发展创新以及颠覆性应用上具有很大的潜力。然而,由于有机半导体在电导率、载流子传输以及电子结构等方面比传统的无机半导体更加复杂,能带理论不能很好地解释有机材料的载流子传输。因此,研究有机场效应晶体管在光照条件下的载流子传输机制及其光电性质具有十分重要的意义。本论文通过将原位拉曼光谱表征以及有机场效应晶体管的电学测试相结合,研究了有机场效应晶体管沟道中的微区光电特性以及微区光电流,并通过表面增强拉曼光谱实现了三维电势分布的实验观察和OFET的德拜长度的实验估算。本论文的工作主要包括以下三个方面:1.利用405nm波长激光研究了OFET的光响应行为,OFET光电流随着光照强度的增加而增加,具有明显的光响应和光电转换特征,进一步我们发现随着光照强度的增大界面陷阱密度减小,且阈值电压向正方向移动,这构成光电流的主要来源。此外,在OFET器件沟道的原位拉曼光谱中,TIPS-Pentacene的拉曼强度与栅极电压呈正响应关系。以上结果为深入的微区光电流和拉曼成像分析奠定了良好的基础。2.通过微区光电流实验研究了TIPS-Pentacene OFET器件沟道的微区光电流的变化。当器件沟道中不存在外部电场时,光电流整体较小,在源极和漏极附近进行光照时会检测到光生载流子自由漂移电流,且在源极和漏极电流方向相反。在不同栅压和不同源漏电压条件下,微区光电流谱的强度和空间分布随电压的变化非常敏感,可以用于器件工作机理的分析和表征。其本质是光生激子的拆分效率由沟道相应位置的电位决定,光电流的强度取决于对应位置的电位或电场强度,这一方法可用于分析和描绘沟道不同位置的电场分布。本论文使用该方法成功分析了沟道边缘位置的电场强度变化。3.利用原位表面增强拉曼光谱观察活性层为并五苯的有机场效应晶体管中电位的三维分布。通过在活性层引入银纳米粒子层获得了OFET器件的SERS光谱,发现SERS强度与外加电压呈正响应的关系,并且SERS增强因子的对数与栅极电压呈非常好的线性关系,SERS增强机理为银向并五苯的电荷转移增强,为电位分布的定量分析奠定了良好的基础。进一步通过原位SERS光谱对OFET进行了拉曼成像,观察到了器件在工作状态下时的水平电位分布和沟道夹断点;通过改变沟道中银纳米粒子的深度,结合活性层中的垂直电位分布和SERS成像得到的沟道中的横向电位分布,可以利用原位SERS作为可视化工具来获得晶体管沟道中的三维电位分布。最后,我们利用SERS增强探针对OFET的德拜屏蔽长度进行了实验估算,建立了一种LD测量的实验方法。