有机场效应晶体管(OFETs)具有工艺简单、成本低廉的优势,在传感器、有机发光显示、智能射频识别标签、柔性显示等领域具有重要的应用前景。有机晶态薄膜被认为是制备高性能OFETs的理想材料。制备超薄的有机晶态薄膜能有效降低器件中的接触电阻,促进载流子注入;而提高晶体内部的取向性也可以有效提高载流子的传输效率,二者均是有效提高器件性能的方法。基于此,本论文系统开展了以下两个工作:1.大面积超薄Dif-TES-ADT有机晶态薄膜的制备及其场效应晶体管的研究本工作利用间二甲苯与邻二氯苯作为Dif-TES-ADT半导体材料的混合溶剂,在旋涂了 BCB的氧化硅片上,以1 mm s-1的速度快速刮涂,成功制备出晶圆级大小(约1900 mm2),厚度约为4.62 nm,无孔洞缺陷的超薄Dif-TES-ADT有机晶态薄膜。混合溶剂体系会产生指向三相接触线的Marangoni流,显著改善溶液中的分子回流,增强溶液中的有机小分子向三相接触线的传输,实现超薄薄膜的快速制备,远高于文献中所用的30-50 μms-1的刮涂速度。掠入射X射线衍射,偏振紫外分光光度计,高分辨原子力显微镜等表征手段证明该超薄薄膜具有非常高的结晶性与高度有序的分子堆积。当混合溶剂中邻二氯苯体积浓度为20%时制备的薄膜具有最佳器件性能,迁移率达5.54 cm2 V-1 s-1,与Dif-TES-ADT有机单晶的器件性能相当,40个器件的平均迁移率达3.12 cm2 V-1 s-1。同时该超薄Dif-TES-ADT有机晶态薄膜透光率达95%,制备得到的高柔韧性、高透明度柔性OFETs,最高迁移率达2.64 cm2 V-1 s-1,在曲率半径为6 mm时,器件性能衰减只有11%,经过不同的弯曲次数后,器件迁移率都超过了1 cm2 V-1 s-1。这种双溶剂快速制备超薄有机晶态薄膜的方法对于 TIPS-PEN,4Cl-TIPS-TAP,C6-DPA,PTCDI-C8,TIPS-TAP 等有机小分子具有非常好的普适性,说明该方法在制备大面积超薄有机晶态薄膜方面具有非常大的应用潜力。2.高取向Dif-TES-ADT有机单晶阵列化薄膜的制备及其场效应晶体管的研究本工作将Dif-TES-ADT/甲苯溶液在具有周期性BCB/FDTS的亲疏水条纹模板的基底上进行刮涂,成功制备出高取向性、长程有序的Dif-TES-ADT有机单晶阵列化薄膜。亲疏水条纹模板中,疏水FDTS的与亲水BCB的组成的周期性亲疏水模板会对溶液铺展进行限制,同时BCB亲水沟道会使弯液面前端溶剂蒸发更集中,减少晶体成核点,提高阵列取向性,透射电子显微镜证明阵列中Dif-TES-ADT分子沿着(010)晶面有序生长。掠入射X射线衍射,高分辨原子力显微镜等表征手段证明该Dif-TES-ADT有机单晶阵列化薄膜具有非常高的结晶质量和高度有序的内部分子堆积。偏振紫外分光光度计表征发现该阵列化薄膜在0°与90°的偏振光下π-π*跃迁吸收峰的峰强比高达6.62,远高于无模板的薄膜峰强比(2.13),证明该薄膜具有较高取向性。基于周期性2 μm的亲疏水条纹模板的Dif-TES-ADT有机单晶阵列化薄膜具有最佳OFETs器件性能,阈值电压为-3 V,电流开关比约为107,迁移率达2.89 cm2 V-1s-1,器件性能远超过无模板的Dif-TES-ADT薄膜的OFETs。同一基底上30个器件的平均迁移率达2.11 cm2 V-1 s-1,同时还具有非常好的均匀性,标准差仅为0.48 cm2 V-1 s-1。这种通过调控亲疏水模板中弯液面前端三相接触线的曲率来减少成核点以制备高取向性单晶阵列的方法,为未来制备高取向单晶阵列提供了一个全新的思路。