与无机半导体材料相比，聚合物半导体材料拥有质轻、价廉、可溶液加工、易提纯以及柔韧性好等优势，因而在构筑低成本、大面积、全柔性的电子器件方面显示很大的应用前景。聚合物的分子结构与材料的溶解性、成膜性、堆积方式密切相关，因而对器件性能产生非常重要的影响。本论文旨在对文献中报道的具有优越OFET性能材料的结构与性能关系进行一些探索，并在相关研究的基础上，合理地设计并合成具有理想器件性能的聚合物场效应晶体管材料：　　1.为了进一步了解延长β-无取代多联噻吩共轭链对器件性能的影响，我们通过以并吡咯二酮（DPP）为受体、不同的多联噻吩为给体，合成了四个具有超长共轭链的D–A共轭聚合物，使用不同的溶剂、采用索氏抽提提纯目标产物。我们采用热重分析、紫外-可见吸收光谱和循环伏安法表征了聚合物（氯苯抽提组分）的基本光物理和电化学性质，发现这些聚合物都具有较小的光学带隙以及较低的HOMO/LUMO能级，引入给电子能力更强的单元会使得聚合物最大吸收波长蓝移以及HOMO/LUMO能级增大。　　2.为了研究不同的材料设计方法对器件性能的影响，我们分别将2,2-联噻唑（受体单元）和噻吩-并噻唑-噻吩（给体-受体单元），与另一常用受体单元异靛蓝聚合得到聚合物PIIG–BTz(A–A’型)与PIIG–TzTz(D–A1–D–A2型)，目标聚合物使用不同溶剂进行索氏抽提提纯。测试了聚合物PIIG–BTz–dcb（即由二氯苯抽提的产物）和PIIG–TzTz–cb（即由氯苯抽提的产物）的光物理、电化学性质以及聚合物PIIG–BTz–dcb的电荷传输性能，结果表明由于拉电子基的增多，降低了它们的LUMO能级，PIIG–BTz表现出平衡的双极型电荷传输性质，经150 ℃退火后，最大空穴和电子迁移率分别达到0.030和0.022cm2V–1s–1。　　3.为了研究拉电子单元的增多对器件性能的影响，我们以吡啶DPP为受体，联噻吩、噻吩双键噻吩和带氰基的噻吩双键噻吩为给体，合成了三个D–A型的共轭聚合物。同时，以吡啶DPP和5,6-二氟-苯并噻二唑为受体、噻吩为给体，合成了一个D–A1–D–A2聚合物PDBPyDT2FBT，利用氯仿进行索氏抽提获得四个目标聚合物。测试了这四个聚合物的基本光物理、电化学性质以及聚合物PDBPyDT2FBT（由氯仿抽提的产物）的电荷传输性能。结果表明拉电子单元的引入使得聚合物的HOMO/LUMO能级降低，由于共轭链的增长，在较低的退火温度下，聚合物PDBPyDT2FBT表现出了较高的双极型电荷传输性质，最大电子和空穴迁移率分别达到0.65和0.24cm2V–1s–1。　　4.考虑到D–A1–D–A2型聚合物可能存在潜在的双极型电荷传输性能，我们以DPP和吡嗪偶氮吡嗪为受体，噻吩为给体，构筑了一个D–A1–D–A2型聚合物，利用氯苯进行索氏抽提得到了目标聚合物。表征了该聚合物的光物理和电化学性质，发现聚合物具有小的光学带隙以及低的HOMO/LUMO能级，由此推测该聚合物可能具有稳定的空穴和电子传输特性。　　5.为了提高聚合物半导材料的溶解度，我们以带烷氧链的DPP为受体，噻吩和并噻吩为给体，构筑了共轭的D–A共轭聚合物PBMDPP-co-TT，同时作为对比，我们合成了另一个带碳氢链的类似聚合物PBDPP-co-TT，利用索氏抽提对两个目标产物进行纯化。通过测试聚合物的基本光物理以及电化学性质，发现这两个聚合物都具有较小的光学带隙和较低的HOMO/LUMO能级，用烷氧链替换DPP的N原子上的碳氢链，聚合物的最大吸收波长和HOMO/LUMO能级有所降低。