有机半导体材料具有种类多、来源广,可通过化学修饰调控分子电学性质,且能够与柔性基底兼容等特点,因此在有机场效应晶体管、有机发光二级管、有机太阳能电池等方面的应用拥有巨大潜力。然而,尝试采用有机材料取代传统的无机半导体材料仍然面临诸多挑战。通过对不同分子结构有机半导体材料场效应性质的研究,探讨分子结构与分子电学性质的关系,可以为进一步研究新型高性能有机半导体材料积累经验、提供理论指导。在本论文中,我们应用几种具有与并五苯分子类似结构的有机半导体材料构筑了有机场效应晶体管,并研究了这些材料在不同条件下的场效应性质；采用单一双极性材料构筑了结构简单基本的有机电路—反相器,对比了不同金属电极对有机场效应晶体管和以其为基础的反相器性能的影响。此外,初步探讨了以有机小分子作为金属电极缓冲层,对有机场效应晶体管载流子传输的影响。本论文主要包括以下四个部分的内容：第一章：回顾并总结有机半导体材料的发展历程及当今现状,展望其广阔的应用前景。以有机小分子半导体材料为出发点,讨论三类基本的有机半导体材料,并对有机场效应晶体管的器件结构、性能参数以及影响载流子在有机半导体材料中传输的因素进行了介绍。第二章：以苯并噻吩杂环酮衍生物为材料,制备了有机场效应晶体管并进行了性能表征。研究结果表明：在稠环并苯分子骨架中引入噻吩环、羰基结构是获得高性能半导体性质分子的有效方法；不同烷基链取代可导致不同的载流子传输类型；沉积基底温度会影响其场效应性质。第三章：我们对不同的氮原子个数、不同卤素原子取代的氮杂并五苯分子的场效应性质进行测试,研究表明,并五苯骨架中引入N原子或卤素取代能降低分子的LUMO能级,由此获得双极性半导体性质。同时通过对比不同氮杂并五苯分子的性质,我们筛选出分子4Cl-1N-T-pen,为下一步的器件制备做准备。第四章：以双极性材料4Cl-1N-T-pen为有源层制备了有机场效应晶体管及反相器。使用诸如Au、Ag、Cu等常见金属作为电极,都得到了良好的双极性半导体性质和优异的反相器性质。当以Au和Ag为电极,电子和空穴的迁移率可达到0.2cm2v-1s-1,反相器的增益值能达到160以上第五章：我们尝试以4Cl-1N-T-pen作为金属电极和有源层之间的缓冲层,测试其场效应性质并与无缓冲层器件做了对比。实验结果表明,缓冲层的存在,能使p-型半导体材料Tips-Pen、n-型半导体材料C12-CN迁移率提高,阈值电压降低。