自第一个基于有机半导体材料的场效应晶体管的问世以来,有机电子学受到了许多科研工作者的持续关注。有机半导体具有质量轻、低成本、可液相加工以及柔韧性优良等优势,并且在最近几十年的时间内,有机半导体材料的性能和稳定性有了大幅度的提高,这使其在有机场效应晶体管、有机发光二极管、有机太阳能电池以及有机生物传感器等领域都具有绝佳的应用竞争力。通常情况下,有机电子器件的性能与晶体的结构有着非常紧密的关系,晶体结构的缺陷会直接导致器件性能的下降。有机单晶半导体的分子排列长程有序,晶界、陷阱以及缺陷态与多晶以及非晶半导体相比显著减少,因此是制备高性能、高稳定性有机电子器件的极佳材料平台。虽然具有上述优点,但由于难以控制晶体生长的宏观取向,有机单晶半导体在高性能阵列器件中的应用仍面临着挑战。除此之外,虽然在很多领域具有应用优势,但当有机电子器件实现一些特定的功能时,会因为器件迁移率较低或材料稳定性较差等问题,难以满足实际应用要求。解决这一问题,往往需要从新原理、新结构等方面出发,构建出高性能新型有机电子器件。本文围绕有机半导体晶体的制备以及有机半导体功能器件的应用进行了一系列的研究工作,主要创新研究成果为:1.提出了超声辅助生长高定向性的有机半导体晶体的新方法,在衬底上成功生长出了具有栅栏形排列的晶体,并且晶体的长度可达毫米级别。通过多个对照实验证明了超声对于晶体在宏观上定向生长的重要作用,同时也探究了晶体的生长方式。除此之外,还对晶体表面形貌以及晶体结晶性进行了表征,证明了所生长的晶体为高质量单晶。最后通过电学测试,基于上述高质量晶体所制备的有机场效应晶体管的平均载流子迁移率和最大载流子迁移率分别为3.0 cm2 V-1 s-1和6.0 cm2 V-1 s-1。2.提出了一种具有扩展栅极的有机浮栅隧穿器件生物传感器。把扩展栅极作为生物感受器可以避免检测样品溶液直接与有机半导体层接触,规避了溶液对有机半导体晶体的破坏,有利于提高传感器的稳定性。除此之外,结合了浮栅器件的设计简化了传感器器件结构,并且生物信号会直接影响浮栅器件浮栅层中的电荷数量,使浮栅隧穿器件的隧穿开启电压与源漏电流发生明显变化。目前已通过初步的实验结果证明了基于该结构传感器工作的可行性。在之后的研究工作中,我们会继续改进器件的材料与结构,提高传感器灵敏性。