有机薄膜晶体管（Organic Thin Film Transistors,OTFTs）可广泛应用于柔性显示、传感器、射频标签而受到科研工作者广泛的关注,经过几十年的发展,OTFT无论从器件结构亦或是器件性能方面都有很大的提高。同时,功能性的OTFT研究也引起了科研工作者的关注,其中有机光敏薄膜晶体管（Organic Phototransistors,OPTs）结合了光探测和开关功能,是最具有潜力的功能性OTFT器件。有机半导体材料作为OTFT器件的核心部分在不断的挑战中得到了快速的发展,尤其基于[1]苯并噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩（BTBT）核的小分子衍生物表现出了优异的半导体性能。然而,发展至今能够适应在比较的苛刻的高温环境中还能正常工作的有机薄膜晶体管器件仍是这一领域的挑战。研究发现,分子结构及分子在薄膜中的排列方式将对器件性能产生显著的影响,设计对应的分子结构可以调控分子能级,并且具有一定刚性的分子结构能够得到具有较高热稳定材料。比如,我们课题组前期的研究中发现,单边取代的BTBT液晶衍生物2-（4-十二烷基苯）[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并噻吩（C12-Ph-BTBT）在室温条件下蒸镀薄膜,在薄膜中显示了单分子层的分子排列方式,迁移率较低,在液晶相态下热退火,薄膜呈现双分子层的排列方式,这一排列方式与材料的单晶分子排列类似,表现出的迁移率有了显著的提高。我们能不能把这一概念引入到分子设计中呢?当然这是可以实现的,而这也可以简化薄膜器件制备工艺。本论文拟参照这一设计理念,设计合成系列这样的半导体材料并应用于OTFTs和OPTs器件中,期望获得高热稳定性高迁移率并且具备高光响应性能的半导体材料。为了得到高性能的OTFTs和OPTs,本论文^（1）通过分析和总结相关研究,设计并合成了一类基于BTBT的二聚体衍生物以及含有偶氮结构的BTBT衍生物。其中两种BTBT二聚体衍生物,1,4-二（[1]苯并噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩-2-基）苯（BTBT-Ph-BTBT）和4,4’-二（[1]苯并噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩-2-基）-1,1’-联苯（BTBT-DPh-BTBT）,它结合了类似双层（化学键结合两个基于BTBT的单体分子）具有扩展的π-共轭结构,并研究它们的物化性能和电荷载流子传输性质。与单体化合物2-苯基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并噻吩（Ph-BTBT）相比,有机薄膜晶体管基于BTBT-Ph-BTBT和BTBT-DPh-BTBT显示出显着更高的迁移率(分别对于BTBT-Ph-BTBT和BTBT-DPh-BTBT分别高达2.5和3.6 cm²V^-1s^-1)及更高的热稳定性。当器件在350℃下进行热退火后,基于BTBT-Ph-BTBT的OTFT的迁移率可以保持较高的迁移率(2.4×10^-11 cm²V^-1s^-1)。此外,基于BTBT-Ph-BTBT和BTBT-DPh-BTBT的有机光敏晶体管（OPTs）在250-400 nm的范围内低功率密度入射光的照射下表现出优异光响应性能。本文的研究给出了高性能和热稳定的OTFTs和OPTs有源层材料的设计方法,对之后的科研提供了一个思路,同时得到的这些材料可能适用于未来的光电器件中。