有机场效应晶体管（OFET）因其具有轻便、廉价、便于加工、可大面积制备和柔性等优势在柔性显示、射频识别、传感器等有机电子领域具有广阔的应用前景。有机半导体材料是OFET的基础,材料的性质直接影响并制约着器件的性能,设计合成综合性能优良的新型有机半导体材料具有重要意义。目前,N型半导体材料在性能上和种类上都落后于P型,但其在很多应用领域都是不可或缺的。基于此,本论文设计合成了一系列N型有机半导体材料并对其本身性质与器件性能进行详细研究。主要研究内容如下:1.氮杂芴酮具有热稳定性高、易于掺杂、低LUMO能级等特点。基于氮杂芴酮的上述特点,设计合成了一类含氮杂芴酮的D-A型化合物,包括聚合物P、小分子S1和S2,并对它们的热学、光学以及电化学性质进行了详细研究,其中聚合物P是潜在的N型半导体。使用紫外可见吸收光谱对酸掺杂进行了详细研究,证明了聚合物P、小分子S1和S2都可以容易地被掺杂,导致最大吸收峰的显著红移（最大220 nm）,且溶液颜色变化显著,酸掺杂后的溶液可以通过碘离子进一步掺杂。聚合物P掺杂前后的薄膜没得到理想的晶体管输出转移曲线,但使用四探针法测试掺杂前后聚合物P的电导率发现,酸掺杂后的聚合物的电导提高了一个数量级,达到10-3S/cm。2.设计合成了一类以不同基团为封端的并二噻吩醌式小分子QBTTE-CN和QBTTE-COOEt,利用热失重法、紫外可见吸收光谱和电化学详细研究了它们的热学、光学以及电化学性质,且使用溶液法制备了底栅顶接触的薄膜OFET器件,两个分子的器件均呈现N型传输,并且在退火后,性能得到提升,测得最高迁移率分别为1.7×10-3cm~2V-1s-1和3.9×10-3cm~2V-1s-1,并通过AFM和XRD分析了薄膜形貌和微观结构。