有机半导体微/纳米线因其独特的光电性能受到很大的关注。相对于低结晶度的有机半导体薄膜,通过分子间的相互作用自组装形成的微/纳米线晶界少,表面缺陷密度低,π轨道重叠程度高,可以很大程度提高半导体材料的载流子迁移率。有机半导体微/纳米线中的载流子传输具有方向性,决定了其可以作为有机微/纳集成电路的构筑单元,在器件的微型化与集成化方面具有很大的优势。这种微/纳米线由于具有大的长径比,可以实现块状晶体所不具备的柔性特征,在制备高性能的柔性器件方面具有很好的前景。目前,有机半导体微/纳米线主要应用于有机场效应晶体管、有机太阳能电池、有机光探测及有机场发射材料等领域。但其所用的绝大多数是由单一材料组成的同质结构,在光电转换方面由于缺少便于电荷分离的p-n异质结界面,存在较多的待改进之处。因此,设计与构建具有异质结的新型微纳结构,这对于改善有机微/纳米线的光电性能及发现新现象、探索新机理将是非常必要的。鉴于此,该论文的主要研究目的为通过简便的溶液法制备具有新型结构的高性能有机半导体微/纳米线,并研究其器件的光电性能。1.聚(3-己基噻吩)(P3HT)及八羟基喹啉铝(Alq3)分别作为电子给体及受体材料,制备出一种新型的有机径向异质结微米线,并基于此构建了高效的单根微米线光敏二极管。该光敏二极管为底接触型器件,采用平行排列的Ag/Al对电极及自组装生长的异质结微米线作为工作介质,表现出很好的二极管特性。在黑暗条件下,整流比高达103。该微米线所具有的径向异质结结构具有很大的异质结界面,非常有利于光生激子的解离及光生载流子的产生。在-10V的偏压下,以79.4 mW/cm2的白光照射,该器件表现出高达约1.6×103的开关比,在整个可见光区均有较高的外量子效率(EQE),尤其是在400 nm处超过了60%,表现出很好的光响应性。同时,该光敏二极管的光电流表现出很好的线性度,在400 nm光照下,其比探测率达到了4.6×1011Jones,与一些无机光敏二极管相当。该种径向异质结微米线有望在柔性便携式的电子产品中的微纳电路中具有良好的应用前景。2.设计并合成了一种以二噻吩并[2,3_b：2’,3’-e]吡嗪(DTP)为构筑单元的新型p型有机半导体材料,并将其通过溶液法自组装在一种空气稳定型的n型有机微米线TDCNQI的表面,形成一种核-壳结构p-n结复合微米线。将有机光伏材料中的明星基团苯并二噻吩(BDT)的4-位与8-位上的C原子换成N原子后,既保持了其平面刚性又可以提高其抗氧化性,还具有很好的给电子能力。这种制备核-壳结构微米线的方法简便,很适合于器件的大规模组装。其核-壳结构通过荧光显微镜及透射电镜得以观察和确认,具有很好的结晶性,有利于载流子的传输。这种单根径向异质结微米线器件表现出很好的光电导性能。在光照条件下,光生激子在沿着微米线长轴方向的异质结界面处解离产生载流子,且界面处两组份之间长的烷基侧链组成的超薄绝缘层有利于减少光生载流子的复合。这些光生载流子在该界面处将形成一条导电通道,从而极大地提高了微米线的导电能力。以其制备的单根微米线器件,在15V偏压下,表现出高达106的开关比,且在空气中具有很好的稳定性。该工作提供了一种性能优异的p型半导体材料的设计方法,并且提出一种制备具有高性能光电导特性的有机半导体微米线的有效、简便的方法。3.通过溶液法自组装制备得到了一种独特的三元有机径向异质结复合微米线。PCBM纳米粒子在溶液中吸附于p型的TCTA微米线表面,形成一种玉米棒状二元复合微米线。再将4CzIPN吸附在TCTA/PCBM复合微米线上形成三元径向异质结复合微米线。单根的TCTA/PCBM/4CzIPN复合微米线表现出很好的光电导性能,与TCTA/PCBM二元复合微米线相比较,TCTA/PCBM/4CzIPN三元复合微米线的光电导性能有了超过3倍的提升。研究发现,热激活延迟荧光(TADF)材料4CzIPN能够将三线态激子经反系间窜越过程转换为更易解离的单线态激子,促进了复合微米线对三线态激子的利用,从而提高了复合微米线中的载流子密度,极大地提高了其导电能力。该工作提出了一种提高一维有机半导体材料光电导性能的有效途径,对制备高性能的有机集成光电器件有着很好的启发作用。