近年来,有机场效应晶体管的研究引起了人们极大的兴趣,由于有机材料来源广、制备工艺简单、成本低和柔韧性好,有机场效应管可被用作全有机主动显示、电子纸、智能卡、电子商标、存储器、传感器和有源矩阵显示器等,显示出很大的潜力。有机场效应管的性能主要取决于有机半导体层的载流子迁移率,因此合成新的有机半导体材料和探索分子结构、有机薄膜形貌和场效应性能之间的关系一直是研究的重点。本论文主要合成了两类杂化有机半导体材料并研究了其光学和电学性能。1.研究基于噻吩的杂化有机化合物的光学、形貌、单晶和薄膜场效应性能。在此论文中设计合成了5-(9-丁基-3-咔唑基)连三噻吩(BCTT)、2,5-双(9-丁基-3-咔唑基)噻吩(BBCT)和2-(9-丁基-3-咔唑基)-5-(2-二苯并噻吩基)噻吩(BCDT)三个有机物。它们分子结构差别在于噻吩一端的取代基不同,由此表现出完全不同的光学、形貌和电学性质。化合物BCTT晶体中分子呈Herringbone排列,相邻分子主轴相互平行,也就是H型堆积,分之子间具有较强的作用力。而BBCT和BCDT固体内分子堆积属于J型,分之子间的作用力较弱,两者的微晶表现出很好的韧性。BCTT的真空蒸镀膜具有高的结晶性和有序度,而BBCT和BCDT的真空蒸镀膜是无定形的,膜的结晶性对其场效应性能产生很大的影响。三个化合物均表现出p型半导体特征,BCTT薄膜场效应器件载流子迁移率超过10-3cm2／V·s,其单晶迁移率最高可达0.094 cm2／V·s,远高于BBCT和BCDT单晶器件,而且BCTT的单晶器件具有良好的空气稳定性。它们的场效应性能差别主要与固体中分子的排列有关。这些结果将有助于对有机分子结构-性能关系的理解和研究杂化有机化合物的载流子本征迁移特性。2.研究二苯乙烯类杂化化合物的光学和场效应性能。通过Horner-Emmons反应合成六个对称二苯乙烯类化合物：4,4′-双(2-噻吩乙烯基)联苯(BTVBP)、4,4’-双(2-连二噻吩乙烯基)联苯(BBTVBP)、4,4′-双(2-并二噻吩乙烯基)联苯(BTTVBP)、4,4′-双(2-二苯并噻吩乙烯基)联苯(BDTVBP)、4,4′-双[2-(3-N-丁基咔唑基)乙烯基]联苯(BBCVBP)和4,4′-双(9-葸基乙烯基)联苯(BAVBP)。它们的合成方法简单、产率较高。由于其端取代基的不同而表现出不同的光学和电学性质。BTTVBP和BDTVBP薄膜的吸收峰相对于溶液来说出现了蓝移现象,在固态中相邻分子呈H型聚集；BTVBP和BBTVBP薄膜的吸收峰出现了非常明显的宽化现象,说明在这两个化合物固态中相邻分子作用比较复杂,可能同时存在多种排列方式；而BBCVBP固态的吸收谱和溶液吸收谱重叠,说明固体中分子之间作用力与溶液类似,比较弱。与其它五个二苯乙烯类化合物不同,BAVBP固态膜的荧光强度远远高于溶液中的,表现出凝聚态荧光增强效应。通过XRD和AFM研究了这些化合物的真空镀膜形貌。BTVBP和BBCVBP膜的结晶性差。其余的化合物真空蒸镀膜都表现出良好的结晶性。BBTVBP真空蒸镀后有新升华相的产生,经过OTS处理后升华产生的新相变成主要成分。在高的衬底温度下,OTS处理有助于BTTVBP分子采取更加垂直的方式排列在基片上。BAVBP没有场效应性能,其余均是p型半导体材料。BTVBP的薄膜场效应性能一般,归因于膜结晶性较差。BBTVBP和BTTVBP空穴迁移率均超过10-2cm2／V·s,开关比超过105。BDTVBP表现出好的场效应性能,空穴迁移率可达5.2×10-2 cm2／V·s,开关比最高超过107,而且器件在空气中具有非常高的稳定性,这对于研究长寿命的有机薄膜场效应器件具有重要价值。这些结果将有助于对结构-性能关系的理解并拓展二苯乙烯类化合物的应用范围。