有机半导体晶态薄膜具有分子排列长程有序、缺陷少、晶体质量高,以及优异的光电性能等特点而受到广泛关注。然而,有机半导体小分子在晶态薄膜制备过程中,薄膜的生长倾向于三维模式,造成器件接触电阻大,而且制备效率较低,不利于大规模、低成本的器件应用。针对上述问题,本论文开展以下工作:一、通过抑制“咖啡环”效应大面积可控生长具有二维生长模式的C10-BTBT晶态薄膜及其性能的研究利用有机半导体小分子与聚合物混合的体系来抑制“咖啡环”效应,成功制备具有二维生长模式的晶圆级晶态薄膜,并展示了其在高性能场效应晶体管中的应用。首先,运用原子力显微镜技术探究了溶液浓度与薄膜生长模式的关系,再通过计算流体动力学(CFD)理论分析揭示有无聚合物时薄膜生长模式的变化,CFD结果显示,引入聚合物后,因溶剂挥发诱导产生的流体对流速度减小了 2.5倍,使得二维层状的分子堆积得到了增强;随后,探究了不同溶液浓度下薄膜生长的演化过程;当采用2,7-二癸基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并噻吩(C10-BTBT)/聚苯乙烯的混合溶液,利用刮涂法工艺制备得到晶圆级少层的C10-BTBT晶态薄膜。基于该晶态薄膜所构筑的有机场效应晶体管,空穴迁移率高达14.2 cm2 V-1s-1,电流开关比大于107,阈值电压低至0.34V,亚阈值摆伏为1.03 V dec-1,并且同一基底的36个器件的平均空穴迁移率达到9.3 cm2 V-1 s-1这些器件性能指标已经达到了目前国际上文献报道的最好水平。晶圆级、高性能二-维有机晶态薄膜的成功制备为大面积高性能集成器件的应用奠定了一定的基础。二、氮气气流引导快速制备C8-BTBT晶态阵列薄膜以及高性能场效应晶体管的研究利用氮气气流引导法快速制备大面积(最大尺寸为1×1.5 cm2)有机晶态阵列薄膜,并且提高了晶态薄膜的制备效率。该方法采用2,7-二辛基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并噻吩(C8-BTBT)与聚合物聚苯乙烯的混合体系,利用氮气气流的引导工艺制备晶态薄膜。通过优化聚合物的分子量、聚合物溶液的浓度以及氮气气流的速度制备条件,提高有机晶态薄膜晶体管的器件性能。结果表明,聚合物分子量大小对制成的有机薄膜场效应晶体管的器件性能有决定性的影响;聚合物溶液的浓度过高或过低均会影响薄膜的晶体质量;氮气气流速度过快造成溶液来不及结晶以及气流速度过慢导致材料横向堆积从而降低器件性能;当采用聚合物分子量为2000 kDa,聚合物浓度为10 mg mL-1,氮气气流的速度为200 kPa时,基于C8-BTBT二维晶态薄膜所构筑的有机场效应晶体管,最大空穴载流子迁移率高达21.7 cm2V-1 s-1,并且在同一基底的49个器件平均迁移率为12 cm2 V-1 s-1电流开关比大于107,亚阈值摆伏低至1.23 Vdec-1。该方法不仅与大面积卷对卷制备工艺相兼容,并且制备效率高,为大面积快速制备高性能有机晶态薄膜提供了新的策略。