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铁电性质的发现可以追溯至上世纪二十年代,但随后仅仅被应用在少数领域。直到上世纪八十年代,随着一系列新型铁电材料的发现和发展,铁电特性被广泛应用到了电子学的各个领域,从基础的存储器到复杂的宇宙探测器。这其中,有机铁电材料尤其是PVDF (Polyvinylidene Fluoride)及其衍生物PVDF-TrFE [Poly(vinylidenefluoride-trifluoroethylene)]具有价格低廉,物理化学特性稳定,以及优异的可溶性等优点,有潜力在大规模低成本的有机铁电存储器制造中扮演重要角色。一大批基于PVDF和PVDF-TrFE的有机铁电存储器件不断被发明和优化,其中有机铁电场效应晶体管型存储器尤为引人注目。其晶体管型结构带来了诸多优点,包括更高的开关比和非破坏性读取,但低迁移率限制了它的多种存储性能。本论文通过系统的研究有机铁电层,以及铁电极化在有机铁电晶体管结构中的影响,成功的制得了高载流子迁移率有机铁电场效应晶体管型存储器。并以此为基础研究了铁电栅绝缘层,尤其是铁电涨落在器件中的影响。该结果不仅为优化其他基于铁电极化的器件提供了一种新的思路和方法,也为发展大规模高性能有机功能芯片中的存储单元提供了科学基础。本文中,创新的研究成果主要包括以下几个方面：1.制备了高性能PVDF-TrFE有机铁电薄膜,为实现有机铁电场效应晶体管型存储器提供了栅绝缘层。通过研究不同溶剂,浓度和外界环境对于旋涂PVDF-TrFE铁电薄膜的影响,优化成膜的工艺参数,得到了平整的PVDF-TrFE薄膜。在此基础上研究了平整PVDF-TrFE的退火结晶过程中温度与粗糙度的依赖关系,得到了粗糙度(RMS;Root Mean Square)低至2.36 nm的薄膜。同时,通过在薄膜表面旋涂超薄高分子量PMMA(Polymethy lmethacrylate)进一步的修饰了有机铁电薄膜,发现有机铁电薄膜在PMMA修饰后其中的铁电极化并没有降低。这一系列工艺和材料特性的研究,为有机铁电场效应晶体管提供了高质量的铁电栅绝缘层。2.成功实现了高载流子迁移率的有机铁电场效应晶体管型存储器。基于修饰后的有机铁电薄膜,制备了基于有机半导体材料C8-BTBT (2,7-dioctyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene)的高迁移率有机铁电场效应晶体管。器件的载流子迁移率相对于之前的报道有数倍的提高(平均3.46 cm2V-1s-1,最高值超过4 cm2V-1s-1),刷新了有机铁电场效应晶体管中的载流子迁移率记录。同时,高载流子迁移率提高了有机铁电场效应晶体管作为存储器件的一系列性能,包括写入时间低至30ms,以及器件可以在1000s内保持104的开关电流比值。这使机铁电场效应型晶体管型存储器的实用化向前迈进了一步。3.证实了钝化铁电涨落能够提高有机铁电场效应晶体管中的载流子迁移率。论述了铁电涨落的物理含义和来源的基础上,实验研究了器件中载流子迁移率的温度依赖及其与有效电场之间的关系,通过抑制有机半导体/有机铁电层界面附近铁电极化涨落大幅提高了器件中的载流子迁移率,进一步的研究发现该抑制作用来源于PMMA与PVDF-TrFE分子间的相互作用。理解铁电涨落对载流子输运的影响为我们进一步优化器件性能提供了科学指导。4.研究掌握了有机铁电场效应晶体管中栅绝缘层对载流子注入的影响规律。通过钝化铁电栅绝缘层,器件中的接触电阻由260 kΩ·cm降低至55kΩ·cm。更深入的研究证明,铁电栅绝缘层能够影响注入区有机半导体中的载流子能量分布,进而影响器件中的接触电阻。降低器件中的接触电阻有助于进一步提高有机铁电场效应晶体管中的有效工作电流,同时降低器件的功耗。