量子阱是具有周期性势阱结构的人工晶体，拥有与传统晶体不同的能带结构并且表现出宏观量子特征，因此可以用于调节半导体及其器件的光电性质、构建新型器件。制备有机半导体量子阱不仅可以调节有机半导体的光电性质、改善光电器件性能，还可以丰富有机半导体的器件类型。然而由于制备技术的限制，构建大面积连续、交替生长、界面平整的晶态有机量子阱还存在一定的困难，加上在有机半导体中能实现能带传输的观点还没有被普遍接受，导致有机量子阱发展缓慢。本论文首先利用弱外延生长制备了一种晶态多层异质外延薄膜，并在此薄膜结构上构建了有机量子阱结构，通过对其物理性质的研究证明了晶态有机Ⅱ型量子阱的实现。作为对有机量子阱在光电领域应用的初步探索，制备了有机量子阱光开关器件，通过调节光照条件实现了有机量子阱输出状态从低电压到高电压的转换，从而丰富了有机半导体器件的类型。　　本论文首先基于弱外延生长，经过多次尝试，最终确定了利用带有烷基侧链的有机小分子C4-IDQA和苝类小分子PTCBI来构建有机量子阱。因为带有烷基侧链的有机共轭小分子还没有实现外延生长，弱外延生长技术以前外延生长的对象都是不带有柔性侧链的刚性小分子，所以接着研究了带有烷基侧链的有机小分子的弱外延生长规律。C4-IDQA、C8-IDQA可以通过弱外延生长获得与诱导层高取向关系、大面积连续、表面平滑的高结晶性薄膜，探讨了烷基侧链长度以及由其带来的物理性质的变化对分子弱外延生长行为的影响。C8-PTCDI通过弱外延生长获得单一取向、大面积连续的高结晶性薄膜证明了带有烷基侧链的有机小分子可以实现弱外延生长获得高结晶性薄膜这一现象具有一定的普适性。　　利用弱外延生长制备了C4-IDQA/PTCBI大面积连续、交替生长界面平整的晶态多层异质外延薄膜，在此薄膜基础上构建了C4-IDQA/PTCBI晶态有机Ⅱ型量子阱。分别研究了有机电子阱和空穴阱负电阻效应的特点，即正负偏压下峰值电压基本对称，共振隧穿可以双向发生;峰值电压随势阱宽度增大而减小，证明对应的分立能级随势阱宽度增大向势阱底部移动;在某些势阱宽度下不需要任何分峰处理量子阱即表现出多个负电阻区域，证明势阱中多个量子化能级的存在。通过对负电阻效应特点的研究排除了负电阻效应由金属/半导体界面和薄膜内缺陷引起的可能性。在多周期量子阱中分别观察到了PTCBI、C4-IDQA吸收光谱的蓝移。C4-IDQA/PTCBI量子阱电学和光学性质随势阱宽度的变化证明了晶态有机Ⅱ型量子阱的实现。　　进一步研究了C4-IDQA/PTCBI有机量子阱负电阻效应在光照下的变化，发现峰值电压在光照条件下减小，这来源于光生载流子在外加电场的作用下在C4-IDQA/PTCBI界面处累积，从而产生了与外加电场方向相同的内建电场。制备了有机量子阱光开关器件，通过调节光照条件实现了有机量子阱输出状态从高电流低电压态到低电流高电压态的转换。与无机量子阱光开关相比，有机量子阱关开关具有器件厚度薄、对光敏感的优点。