尽管有机薄膜晶体管的研究取得了长足进展,但是目前仍然还有许多限制有机薄膜晶体管应用的因素。现阶段研究的很多有机薄膜晶体管都需要非常高的工作电压,高工作电压不仅产生很大的功耗,浪费能源,而且在很大程度上限制了有机薄膜晶体管的应用领域。通过降低绝缘层的厚度或者使用相对介电常数较高的绝缘层材料就能得到具有很高电容的绝缘层。本文主要研究高介电常数的ZrO₂材料对有机薄膜晶体管性能的影响,具体的研究内容包括:（1）为实现低电压驱动OTFT（Organic Thin-Film Transistors）器件,首先研究基于溶液法制备ZrO₂介电层不同退火温度对OTFT器件性能的影响,退火温度分别为200℃、250℃、300℃和350℃。通过对薄膜进行I-V、C-F及相关电学参数分析,实验结果表明,绝缘层经350℃高温退火的器件具有最优的性能。当退火温度为350℃,器件的载流子迁移率为0.231cm2/V·s,提高了6倍,器件的阈值电压为-0.25V,比200℃提高61%。通过分析可知,器件性能提升的主要原因是,绝缘层退火温度的升高,使无机绝缘材料ZrCl4转化为ZrO₂更完全,薄膜介电性能提升,并且表面粗糙度降低。并五苯在高质量的绝缘层表面成膜质量更好,绝缘层/半导体层的界面电荷陷阱密度降低,因此器件性能达到最优。（2）研究不同ZrO₂介电层厚度对于OTFT器件性能的影响。ZrO₂介电层厚度通过改变旋涂的第二层的ZrCl4溶液的浓度来控制,退火温度根据上一章研究的退火温度300℃来进行退火,测得绝缘层的厚度分别为58nm、82nm、107nm和135nm,通过对薄膜进行C-F及相关电学参数分析,实验结果表明,绝缘层厚度为58nm时器件具有最优的性能。当绝缘层厚度为58nm时,OTFT器件载流子迁移率为0.169cm2/V·s,提高了81.7%,器件的阈值电压为-0.1V。通过对相关参数进行分析,得出器件性能提升的主要原因是,降低绝缘层薄膜的厚度时,可以增大器件单位面积的电容,使器件在相同的栅压下,能够吸引更多的载流子在有源层和绝缘层界面累积,使沟道的电子密度增大,从而提高器件饱和输出电流,增强了场效应进而提高器件的性能。