有机电化学晶体管（OECT）由于具有良好的生物兼容性、较低的工作电压以及高跨导等特点被广泛用于生物传感领域。从OECT诞生至今,尽管OECT的器件物理以及模型已不断完善,但其内部的微流体离子输运机理目前尚未明晰,因而离子输运仍然是影响OECT器件性能的关键因素。本文围绕OECT内部的微流体离子输运对于器件以及传感器性能的影响展开了以下几个方面的研究工作:（1）使用循环伏安法来制备OECT的有机半导体膜。具体的,通过改变工作电极的电压扫描范围和扫描速率控制有机半导体薄膜的生长,通过SEM以及超景深共聚焦显微镜来表征薄膜的形貌,并使用数字源表对有半导体薄膜的电学性能表征。实验结果表明工作电极电压范围为2 V～-2 V,扫描速率为500 V/s～650 V/s时,有机半导体薄膜均匀致密,且薄膜的电学性能也较好。随着电压的增大或扫描速率的加快,薄膜的生长速度也加快,薄膜的中间位置会有聚合物的堆积,这会导致薄膜断裂以及电学性能下降。而电压较小或者扫描速率较小时,有机半导体薄膜生长缓慢,结构疏松,且形貌较差。经过广泛的测试,得到了最佳的有机半导体薄膜的制备方法。（2）研究OECT内的离子输运机理。以沉积了有机半导体薄膜的电极作为工作电极,通过循环伏安扫描和电化学阻抗谱测试等方法研究在不同工作电压、不同电解质浓度下的输运属性,经过分析得到以下结论:在OECT内,离子输运由电泳和扩散控制,且离子的输运同时会对有机半导体层内的载流子转移、输运产生同步影响。进一步,通过测试OECT的瞬态响应,得到栅极电压越高或离子浓度越大,沟道电流的响应时间越短的关系,这表明阳离子进入半导体沟道的速率快,但排出的速率较慢;通过添加OECT的栅极,制备了双液栅晶体管,并测试了器件在双栅调控下的转移曲线,实验结果表明两个栅极的配合使用能够增大沟道电流的调控范围,且最大跨导对应的栅压和阈值电压能够同步线性调控,高性能区的位置可调,实现了高精度的离子输运调控。最后使用多物理场仿真软件Comsol Multiphysics软件模拟了电解质以及有机半导体薄膜内的输运,得到以下结论:栅极电容越大或栅极电压越高,输运的效率越高,且离子的输运量与栅极电压呈正相关的关系。（3）根据离子输运的结论,构建了修正的I-V理论模型,并将其应用到基于OECT的ATP生物传感器,实现对ATP的浓度检测。通过旋涂法制备高电流的OECT器件,并测试其稳定性确保器件能够有效的应用到ATP的传感测试中。将适配体修饰在金栅极的表面上,并将此栅极分别在不同浓度的ATP水溶液中孵育并进行转移曲线的测试。为保证单变量、器件的放大性能以及器件的正常使用,实验中使用单栅极,并将栅极电压的扫描范围设为-0.3 V～+0.9 V。实验结果验证了理论模型的有效性,并且得到基于OECT的ATP适配体传感器检测ATP浓度的线性区间为10-11 mol/L～10-6 mol/L,检测限为10-11 mol/L。这比传统的电化学检测方法测得的检测限约小四个数量级,大大的提高了ATP的检测范围。