有机薄膜晶体管(OTFT)又名有机场效应管,是基于传统的无机场效应管(FET)的基础上发展起来的一种有机电子器件,它具有低功耗、重量轻及体积小等优点,因而自问世以来就受到了研究人员的普遍关注,目前它的性能已经接近或超过非晶硅薄膜晶体管的水平,并被广泛应用于有机电致发光显示、大规模和超大规模集成电路等领域。随着新型有机敏感材料的开发,有机薄膜晶体管也被尝试运用于化学分析物和气体的检测。本文以n型硅为衬底、SiO2为绝缘层,分别采用旋涂和真空蒸发法制备了聚3-己基噻吩(P3HT)和并五苯薄膜,以其作为有源层制作了底栅极底接触结构的P3HT和并五苯有机薄膜晶体管器件。通过研究OTFT器件的电学特性,进一步地探讨了器件的工作机理,并分析了工艺条件对器件性能的影响,包括绝缘层和有源层的生长质量以及它们之间的界面特性等等。为了论证有源层的晶形态与OTFT电学性能的关系,采用紫外-可见光谱分析、原子力显微镜分析和X射线衍射分析等方法对OTFT器件的有源层薄膜的形态和结构进行了表征分析,结果发现,结晶度越高、晶界越少,器件的性能更加优越。这也就解释了单晶OTFT器件具有比多晶器件更高的场效应迁移率的原因。除了薄膜生长条件,成膜方法也会影响薄膜的晶形态进而影响器件的性能,关于这一点在对P3HT有机薄膜晶体管的研究中也得到了证明。有机薄膜晶体管虽然用途广泛,但将其应用为气体传感器的却并不多见。在实验中把制备的P3HT和并五苯有机薄膜晶体管暴露在不同的气体中,研究了OTFT器件对各种气体的响应特性,结果表明,基于P3HT的有机薄膜晶体管对NO2表现出了良好的响应重复性和可逆性及较高的灵敏度,对NH3也具有较好的响应特性和较短的响应恢复时间。另外,P3HT-TFT对甲醇、乙醇和正丁醇等有机蒸气也具有一定的敏感特性。与此同时,并五苯有机薄膜晶体管对乙醇蒸气也表现出了显著的敏感特性,而对甲醇蒸气、CO、SO2等气体不敏感。研究中还发现,OTFT器件对气体的响应强度和灵敏度可以通过栅极电压来调制,这意味着选择合适的栅压可以获得较高的响应灵敏度,这是传统的化学电阻式传感器所不具备的。最后,对OTFT气体传感器的敏感机理进行了初步的分析和探讨。