有机场效应晶体管具有适用于大面积加工、柔性基板、工艺成本低等优点,在平板显示、传感器、大规模集成电路、存储卡等领域显现出应用前景。这方面的研究已经取得了巨大的进展,其性能甚至超过无定型硅晶体管。但是还有诸多亟待解决的问题,如迁移率偏低、结构-性能关系不清楚、操作电压大等。本论文在揭示CuPc薄膜结构与电荷传输的关系、以高κ的镧系化合物作为绝缘层构建低操作电压的pentacene场效应晶体管、以铁电聚合物为绝缘层构建有机场效应晶体管存储器件方面取得重要进展,包括:1.我们之前的研究表明高的沉积压力（Pdep）使得有机薄膜中的分子（CuPc分子）倾向于垂直基片排列,并通过测试晶体管性能得到大的分子层间距（d-spacing）有利于获得高的载流子迁移率（μ）。本论文借助变温实验和理论计算相结合,深入讨论了 CuPc薄膜中分子排列和相应的电荷传输之间的关系,在分子水平上理解了有机薄膜微结构与载流子迁移率的关系,实验结果表明随着Pdep升高,相邻CuPc分子的π-π相互作用增强,有利于电荷在活性层分子间的跳跃传输,空穴载流子迁移率增大。CuPc薄膜中分子堆积和相应的电荷传输之间关系的建立对于理解有机薄膜结构与载流子迁移率的关系具有重要意义。2.以高介电常数镧系化合物Eu（tta）3L和OTS/PVA作为复合绝缘层构建出低操作电压的pentacene有机场效应晶体管。结果表明OTS/PVA/Eu（tta）3L具有平整的表面（RMS=0.476nm）、较低的漏电流（-5=+5 V，10.-9-10-7Acm-2）、较高的比电容（33nF cm-2）和介电常数（11）;器件的操作电压降至-5 V,载流子迁移率达0.17 cm2 V-1s-1,这与Si02基底上对照器件在-30 V的0.13 cm2 V-1s-1 相当;其开关比为5x103;其阈值电压和亚阈值斜率分别为-0.9 V、1.0 V-1dec-1,这显著优于Si02基底上对照器件的-7.3 V、3.1 V dec-1。这些以Eu（tta）3L为绝缘材料的研究结果为研发其他具有铁电和高介电常数的镧系配合物（如Sm（tta）3L、Tb（tta）3L、Dy（tta）3L）等低操作电压有机场效应晶体管器件具有重要意义。3.制备 了铁 电畴尺寸 可 以 在 16.6-10.7 nm 调 控 的P（VDF-TrFE）/P（VDF-TrFE-CFE）共混聚合物铁电薄膜,在此基础上构建出pentacene有机场效应晶体管铁电存储器件。研究表明,随着三元组分P（VDF-TrFE-CFE）从0增到15%,存储器的最低写入电压从-30 V下降到-20 V,器件开关比保持在102,存储器可以连续工作104 s。这些初步结果对推动铁电存储器的实际应用具有借鉴意义。