具有电荷传输各向异性的二维（2D）层状有机-无机钙钛矿（PEA）2Sn I4具有很高的载流子迁移率,被证明是很有前途的场效应晶体管沟道材料,目前被广泛应用在场效应晶体管中。但是Sn2+很容易被氧化成Sn4+,导致p型自掺杂,降低器件性能和重复性。相比之下,同族的铅不易被氧化,比锡基钙钛矿稳定性强。在锡基钙钛矿已被广泛研究用于该领域的情况下,二维铅基钙钛矿场效应晶体管却没有相应的报导。鉴于通过将不同的金属阳离子以不同的比例混合形成固溶体,可以调节有机-无机钙钛矿的光电特性,而铅离子和锡离子具有最为相似的电子结构和半径,不受掺杂的限制。因此,本论文围绕锡铅混合来调控二维钙钛矿材料特性,对（PEA）2SnxPb1-xI4固溶体薄膜特性表征、载流子输运及其在场效应晶体管方面的应用展开了系统而深入的研究,主要内容为以下两部分:1.采用一步溶液旋涂法制备了（PEA）2SnxPb1-xI4（x=0,0.3,0.5,0.7,1）钙钛矿薄膜,对其晶体结构、形貌、光学特性及其能带结构和稳定性进行了表征。锡铅混合后薄膜仍然保持二维层状结构,锡铅可相互取代存在于晶格中。同时,混合钙钛矿薄膜的结晶状态优于纯锡和纯铅钙钛矿薄膜。结合XRD以及AFM和SEM形貌表征可知,（PEA）2Pb I4薄膜结晶弱,晶粒小,锡的加入使结晶增强,晶粒尺寸增大,同时粗糙度略有增加。综合而言,（PEA）2Sn0.7Pb0.3I4具有最好的结晶和形貌状态。通过薄膜的吸收和发光光谱测试发现,锡铅比对薄膜的光学特性也有一定影响,随着锡含量增加,发光峰呈现红移,薄膜的光学带隙随混合比x的变化不呈线性,和三维锡铅混合钙钛矿薄膜的类似。由于结晶状态和形貌有所改善,混合薄膜的寿命也有所增加。此外,研究了此系列钙钛矿薄膜在水、氧、光条件下的稳定性,发现导致（PEA）2Sn I4环境稳定性差的根本原因是锡的氧化,而水和光因素均会加速其氧化,最终分解为PEAI和Sn O2。（PEA）2Pb I4会和水反应生成水合物,光照后分解,而锡铅混合后,因为Pb-I键比Sn-I键强抑制了锡氧化,晶粒尺寸变大缓解了水光分解,钙钛矿薄膜的稳定性大大提高。2.（PEA）2SnxPb1-xI4（x=0,0.3,0.5,0.7,1）钙钛矿薄膜的载流子输运特性及其在场效应晶体管中的应用。（1）用变温横流测试进行了电荷输运研究。通过研究钙钛矿薄膜的电阻率温度依赖性关系发现,在该系列钙钛矿薄膜中的电荷输运属于正常的热激活半导体行为。电阻随时间变化曲线研究表明,（PEA）2Pb I4薄膜存在横向即平面内离子迁移问题。通过钙钛矿薄膜的离子电导率温度依赖性关系发现,平面内离子迁移在很大程度上受到锡铅比的影响,（PEA）2Sn0.7Pb0.3I4的离子激活能达到173 me V,可以有效地抑制薄膜中横向离子迁移。（2）在廉价商用聚合物介电层PVA/CL-PVP上构建了二维层状（PEA）2SnxPb1-xI4（x=0,0.3,0.5,0.7,1）钙钛矿场效应晶体管,场效应特性研究表明,随着锡含量的增加,器件性能有所提升,（PEA）2Sn0.7Pb0.3I4晶体管在空气中室温下工作时表现出0.02 cm~2V-1s-1的空穴迁移率,耗尽相对纯锡薄膜器件有所减弱,亚阈值斜率和界面陷阱密度结果也表明器件界面质量良好。我们的工作为探索现有钙钛矿材料的新功能,拓宽其在不同光电器件中的应用提供了一个有效的策略,同时可以提高对二维层状钙钛矿场效应晶体管中离子迁移影响机制的认识。图36幅,表3个,参考文献129篇。