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为了突破传统有机薄膜晶体管,即采用平面结构的有机场效应晶体管,受沟道长度和有机半导体材料载流子迁移率低的限制,人们研究并发展了垂直结构的有机薄膜晶体管。金属基区有机薄膜晶体管（包括所谓热载流子有机薄膜晶体管）是垂直结构有机薄膜晶体管的重要类型之一。本课题通过设计、制备金属基区有机薄膜晶体管及器件性能表征,讨论、分析了器件性能的影响因素及提高的途径,并初步探讨了器件工作的微观机制。课题以有机小分子材料2-Amino-4-phenylphenol与金属界面电输运特性研究为出发点,研究了金属/有机物界面电输运的一般规律,初步论证了金属/有机物界面电输运的能级结构依赖性和工艺过程依赖性。重点指出,由工艺过程导致的界面电输运特性是影响有机半导体器件性能的重要因素。以此为依据,制备了结构为Au/2-Amino-4-phenylphenol/Ca/2-Amino-4-phenylphenol/Au的金属基区有机薄膜晶体管,获得了静态直流放大系数β和开关比分别为150和5×105的优异性能,证明了金属/有机物界面电输运特性研究的正确性。制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/m-MTDATA/Pentacene/NPB/Al/Pentacene/Au的金属基区有机薄膜晶体管,发现通过在发射极/发射区界面引入PEDOT∶PSS/m-MTDATA结构可以降低发射极/发射区界面载流子注入的势垒,提高载流子注入的效率,进而提高了器件的电流调制和开关比。使其从原来的0.76 mAcm-2和6.5分别提高到6.7 mAcm-2和23。从器件工作的微观机制的角度论述了静态直流放大系数β、开关比和电流调制与发射极/发射区界面载流子注入的关系。制备了结构为Au/Pentacene/Al/LiF/CaO/Pentacene/Au的热载流子有机薄膜晶体管,发现通过在基区/发射区界面引入厚度约5 nm的CaO薄膜可以有效阻挡基区向发射区的少子,即电子注入,从而提高了器件的电流放大能力。CaO薄膜的介入使静态直流放大系数β从原来的35提高到300,并改善了原有器件β随基极电压Vb增加急剧衰减的缺陷。从器件工作的微观机制的角度阐述了CaO薄膜作为电子阻挡层在提高器件性能中的作用。最后,以PEDOT∶PSS为发射极,利用柔性聚酰亚胺薄膜基底,制备了结构为PI/PEDOT∶PSS/P3HT/LiF/Al/Pentacene/Au的柔性热载流子有机薄膜晶体管,获得了静态直流放大系数β和电流调制分别为120和240 mAcm-2的优异器件性能,该器件同时表现出优良的柔性,论证了导电聚合物在柔性有机电子器件应用中的优越性。