晶体管自发明开始便一直引导着人类信息与通信技术的进步。现今市场上主流晶体管主要是无机硅基晶体管,但其技术成本高,工艺较为复杂,给工业化生产带来了困难。有机场效应晶体管(OFET)是以无机半导体三极管为基础,使用有机半导体为材料而发展起来的新一代电子器件。在有机半导体中,聚合物半导体材料具有非常优秀的光学和电学性能,它们通常具有很好的成膜性和柔韧性,这使得它们在大面积柔性器件上也有很好的发展前景。为了进一步提高器件性能,研究者们需要发展更多类型的新材料,尤其是含缺电子的芳香基的材料,并深入理解其结构与性能的关系。本论文的主要内容:1.合成了一系列以NDI为核的金属共轭聚合物(P1-P3)和二聚体(D1-D2),并对其结构和性能进行了表征。这些有机半导体材料都具有优良的溶解性、成膜性和热稳定性。光谱吸收覆盖紫外-可见光区,金属聚合物和二聚体的光学带隙在1.46 eV-1.68 eV之间。研究表明:随着噻吩环增加,有利于光谱吸收拓宽。但是随着聚合物共轭链延长的同时,可能导致了聚合物链段的规整性的降低。2.合成了一系列NDI为核的有机共轭聚合物(B1,B2,T1,T2),并对其结构性能进行了研究和表征。这些聚合物都有良好的溶解性和热稳定性(分解温度都在400℃以上)。它们的光学带隙范围在1.41 eV到1.59 eV之间,属一类窄带隙聚合物,带隙的变化趋势与NDI金属聚合物一致。3.合成了新型的含卟啉和N-稠合苝基团的小分子S1,并对其性能结构进行了测试。S1有较好的热稳定性,分解温度超过300℃。其摩尔吸光系数为2.9×105 M-1cm-1,波普吸收覆盖300 nm~800 nm,且500 nm-800 nm波段也有较强的吸收。预期该小分子可应用于制备高性能的OFET和OPV。