有机场效应晶体管(OFET)由于具有质量轻、可溶液加工、柔韧性好和大面积制备等独特的优势在有机电子产业中有着广阔的应用前景。决定有机场效应晶体管性能高低的关键因素是有机半导体材料，有机半导体材料按照分子量可分为小分子半导体和聚合物半导体。当前，有机场效应晶体管领域面临的瓶颈和挑战是:综合性能优异的有机半导体材料缺乏，一些基本的科学问题如分子结构与器件性能的关系等还不明晰。基于有机场效应晶体管领域的发展现状和面临的挑战，本论文开展了有机小分子和聚合物半导体材料的设计合成以及OFET器件性能研究工作，主要研究工作有:　　1.设计合成了系列新型氮杂稠五环小分子化合物A1-A4，并对它们的电化学，紫外-可见吸收光谱，荧光发射光谱，单晶结构以及OFET器件性能进行了详细研究。实验结果显示化合物A1-A4具有独特的可逆氧化还原特性。通过FeCl3滴定实验和原位电化学光谱实验证实化合物A1-A4可以选择性的生成正离子自由基物种，并且在外加还原剂SnCl2下可以发生可逆的调控氧化还原反应。因此，化合物A1-A4是一类具有独特可逆氧化还原特性的有机富电子给体材料，它们在分子开关，传感和信息存储等领域有着潜在的应用价值。　　2.设计合成了系列新型硫杂稠九环小分子化合物B1-B4，并对它们的电化学，紫外-可见吸收光谱，荧光发射光谱，单晶结构以及OFET器件性能进行了详细研究。含烷基链取代基的化合物B2-B3显示出较高的OFET性能，最高空穴迁移率分别为0.5cm2V-1s-1和1.05cm2V-1 s-1，并且迁移率对基底温度没有明显的依耐性和具有很好的重复性。此外，不同取代基对材料的OFET性能产生了显著的影响（迁移率相差两个数量级）;含硅杂原子取代的化合物B4具有强的荧光，但是其OFET性能(10-3cm2V-1s-1)最低，表明引入硅杂原子不利于获得高性能的有机半导体材料。　　3.设计合成了系列含氧/硫杂原子的稠杂环小分子化合物C1-C4，详细研究了O杂原子数目和取代位置对材料的电化学，紫外-可见吸收光谱，荧光发射光谱，单晶结构和OFET器件性能的影响。全硫杂的化合物C1在室温下的迁移率高达0.87cm2V-1s-1，化合物C2-C4没有场效应性能，主要是因为他们形成了不连续的薄膜导致的。此外，O杂原子数目的增加导致化合物C1-C4的HOMO能级降低，带隙变宽，荧光量子产率增加;O杂原子数目及其相对位置的变化会影响材料的电子结构和聚集态行为。　　4.设计合成了系列具有强拉电子性氰基取代的D-A共聚物P1-P4，并对它们的电化学，紫外-可见吸收光谱以及OFET器件性能进行了详细研究。通过调控氰基的引入位点分别得到了高性能的P-型，双极性以及N-型聚合物半导体材料。因此，在聚合物骨架中引入强拉电子性氰基是一种获得双极性和N-型有机聚合物半导体材料的有效手段。此外，我们采用旋涂法制备了P-型聚合物P1和N-型聚合物P3的混合薄膜，并对混合薄膜的OFET器件性能和反相器特性进行了初步研究。聚合物P1/P3的混合薄膜显示出非常匹配的双极性传输特性，反相器也有明显的电压转换特性。