有机薄膜晶体管（Organic Thin Film Transistor,OTFT）是一种有机半导体材料基于电场效应的三极管电子器件。凭借其质轻价廉、兼容于各类柔性衬底等优势,在电子标签、显示背板和传感器件等领域拥有广阔的应用前景。近年来,将OTFT用作气体探测是有机电子学领域的一个研究热点。当前,已有大量的报道提出了改善OTFT敏感响应的策略和方法,然而,纵观各种方法和手段可以发现,其中的大多数存在成本过高或重复率低的瓶颈性问题。因此,本工作将研究集中在有机半导体厚度对OTFT气敏性能的影响方面,以期探索出一种简单高效的办法提升OTFT气体传感器性能。本工作使用的OTFT采用底栅顶接触结构,以CuPc为有源层,PMMA为介电层,Au为源漏电极,镀刻ITO的玻璃作为衬底兼栅电极。通过调控蒸镀过程,制备出四种基于不同厚度有源层的器件。研究内容主要分为以下三部分:1.研究了有源层厚度对OTFT电学性能的影响。通过对比四种器件在高纯氮气中的性能表现,发现有源层越厚的OTFT体现出越高的迁移率、电流开关比和越低的阈值电压。通过讨论得出,不同厚度的半导体薄膜存在表面态隙密度和内部晶粒尺寸上的差异,因而引起OTFT的电学性能上的改变。2.研究了有源层厚度对OTFT气敏特性的影响。分别对四种OTFT进行NO₂气体的响应测试,结果表明有源层厚度越小的OTFT呈现出越高的气体响应度,在1 ppm NO₂环境中,10 nm CuPc OTFT的响应率为40 nm CuPc OTFT的160倍;而在30 ppm NO₂环境中,10 nm CuPc OTFT的响应率达到了241.1%,仍保持在40nm CuPc OTFT的35倍之高。经过讨论与分析认为,引入较薄的有机半导体薄膜后,气体扩散的垂直长度随之降低,同时薄膜晶粒的生长尺寸有所减小,进而引发OTFT响应度的提升。3.研究了有源层厚度对OTFT气体选择性的影响。对比四种器件在NO₂、SO₂、NH₃和H₂S中的响应结果发现,相同条件下,有源层越薄的OTFT对不同气体的响应率差异越明显。根据这一结论,我们提出一种新型OTFT传感集成阵列,各单元基于不同厚度的同种有源层,可实现多种气体的同步探测功能。综上所述,本工作完善了OTFT研究领域的工艺方法,并为超高性能室温OTFT气体传感器的发展在制备工艺和材料优化方面打下了一定的基础。