随着科技的发展,有机电子产品以多样化的形式（比如柔性电子书、射频识别等）出现在当今社会,其形成的一系列科学体系和庞大的产业网络对人们的日常生活长生了巨大影响的同时也创造出巨大财富,而推动技术发展的就是有机电子学研究。有机半导体材料在有机电子学领域中占了较大比重。相对于功能单、加工条件苛刻的传统无机半导体材料,有机半导体材料存在以下优势:（1）有机半导体材料还有继续提高电子性能、降低成本和减小尺寸的空间;（2）有机半导体材料有庞大的数量支持,不同功能的材料可以通过化学修饰合成的手段得到,这样也能满足各种各样的科研和市场需求;（3）有机半导体材料相对于无机半导体材料最大的优势就是柔性和可适应性,这样的特性也决定着有机半导体材料非常适合大面积印刷;（4）从生物相容性来说,有机半导体材料要优于无机半导体材料,这种优势决定了有机半导体材料更适合制备在生物体内可以使用的器件。正是由于上述优势,有机半导体材和器件都得到飞速发展。尽管有机电子学发展迅速,然而受限于有机半导体材料性能,该领域的发展仍然存在很多问题,特别是器件性能和集成度方面。有机发光晶体管（Organic light-emitting transistors,OLETs）是一种集有机发光二极管的发光功能和有机场效应晶体管的开关功能于一体的光电集成器件。相比于需要有机场效应晶体管进行驱动的有源矩阵显示（Active-matrix organic light emitting diodes,AMOLEDs）,有机发光晶体管的集成度高,制备工艺相对简单,器件尺寸小,有利于电路的高度集成。为了提升有机光电集成器件（例如有机发光晶体管、有机电泵浦激光等）的性能,实现有机光电一体化,亟需设计合成高迁移率高发光有机多功能材料。然而材料多功能化的实现却比较困难,例如,设计合成一种小分子有机半导体材料,使得该材料具有较高的迁移率和较强的荧光量子效率（主要是为了提高材料的电致发光效率）,高迁移率材料需要有机半导体分子有高共轭紧密堆积,然而这种堆积方式和结构会的荧光聚集诱导猝灭。典型的材料:红荧烯,该材料具有较高的电荷传输迁移率高达40 cm2·V-1·s-1,但是固体状态下的荧光量子效率不足1%。到目前为止,研究人员已经做了很多很多工作来制备这种材料,该类材料数量依然很少。本论文主要介绍了如何通过分子设计来制备高迁移率、高发光的多功能有机半导体材料。使用本文讲述的方法得到了一些新型的有机半导体材料,用于在晶体管方面的性质研究。主要内容如下:1.以固体无荧光的BTBT分子为母核,引入固体状态下有较高荧光量子效率的蒽单元,得到一种新型的半导体材料BTBT-Ant。该材料具有16.64%的绝对荧光量子效率。通过制备材料的晶体的场效应晶体管,测得最高性能在4cm2·V-1·s-1。相对于其他固体状态下无荧光的BTBT衍生物,该材料显示了较强的荧光,说明固体状态下无荧光基团直接键连固体状态下有强荧光基团,使得材料有荧光,这一方法是可行的。2.设计合成了Ant-Th-Ph和Ant-Th Ph两种化合物,两种化合物的荧光量子效率分别为36.52%和33.32%。Ant-Th-Ph的荧光量子效率高于Ant-Th Ph的荧光量子效率,说明了键连在一起的共轭方式有利于提高材料的发光性质。在场效应晶体管性能方面,Ant-Th-Ph和Ant-Th Ph的单晶最高空穴迁移率分别为1.1cm2·V-1·s-1和4.7 cm2·V-1·s-1。Ant-Th Ph的空穴迁移率高于Ant-Th-Ph的空穴迁移率,说明了稠合在一起的共轭方式有利于提高材料的电荷迁移率。3.设计合成了DPPa和DSPa两种化合物,两种化合物都显示了较高的荧光量子效率分别为37.13%和62.36%。说明了菲的衍生物和蒽的衍生物类似,具有较高的荧光量子效率。在材料的场效应晶体管性能方面,DPPa和DSPa都显示出较高的电荷迁移率,化合物DPPa的最高空穴迁移率为1.6 cm2·V-1·s-1,而化合物DSPa的最高空穴迁移率为0.4 cm2·V-1·s-1。与蒽的类似结构化合物相对比,化合物DPA的最高空穴迁移率为34 cm2·V-1·s-1,而化合物DPV-Ant的最高空穴迁移率为4.3 cm2·V-1·s-1。菲的衍生物场效应性能明显较蒽的衍生低,说明在设计高迁移率材料时应该选用直线型较好的单元为核。4.设计合成了2,6-DAN和2,7-DAN两种新型有机小分子半导体材料,测试了材料的发光性质,2,6-DAN和2,7-DAN的荧光量子效率分别为37.09%和24.57%。制备了单晶场效应晶体管,测得了较高的电荷迁移率性质,化合物2,6-DAN和化合物2,7-DAN的空穴迁移率分别为19 cm2·V-1·s-1和20 cm2·V-1·s-1。这就说明了上面三部分提到的结论是正确可行的。