有机半导体材料作为活性层材料,显示出了低成本,便于加工和合成,以及良好的柔韧性等理想的特性,已迅速广泛地应用于有机发光二极管、有机场效应晶体管、有机发光二极管、有机半导体传感器和有机光伏电池材料中。这些电子器件的性能主要由有机半导体材料的电荷传输性质决定。因此,具有大载流子迁移率的有机半导体材料一直是研究人员追求的目标。并苯类分子由于线性延展的π-共轭骨架可以增强其块体材料分子间π-轨道重叠,并导致有效的电子或空穴传输,最终使得由其构成的块体材料具有较大的迁移率,因此被广泛研究。其中具有较好的溶解性、易加工和良好的稳定性等特点的并三苯分子,即蒽分子,在近些年被广泛应用和研究,如:三异丙基甲基硅烷基乙炔基蒽衍生物、2-（4-己基苯基乙烯基）蒽、2,6-二苯基蒽等等。但是这些材料主要表现为空穴传输行为,以蒽为骨架的电子或双极性电荷传输材料仍然十分匮乏。首先对于电子传输材料,要求蒽的衍生物具有好的空气稳定性和工业操作稳定性,这是至关重要的一点也是很难达到的一点;对于双极性有机半导体材料,不仅要求材料同时具备空穴和电子的传输能力,还要求材料具有平衡的空穴和电子迁移率。为了获得具有电子传输行为的蒽类衍生物,本论文研究了在蒽核心的9,10-位用三氟甲基（-CF₃）和氰基（-CN）修饰的两系列蒽基衍生物。对它们的电子结构和晶体堆积也进行了分析和比较。基于非相干的电荷跳跃模型,通过量子核隧穿理论评估电荷载流子迁移率。我们的研究结果表明,与相同结构的-CF₃取代蒽9,10-位置的衍生物相比较,-CN取代的蒽衍生物具有更低的LUMO轨道能级（0.45⁰.55 eV）,对常用的Au电极来说,-CN取代更加利于电子的注入。同时,-CN取代的蒽衍生物具有更大的EA,意味着其有更好的稳定性,但是由于-CF₃可以将前线轨道能级适当地降低,因此可以作为调控双极性材料注入的优良基团。对于与电荷转移速率密切相关的两个参数:重组能和转移积分来说,由于-CN的非键作用,-CN取代的蒽衍生物具有更小的重组能,蒽的9,10-位置上的-CF₃由于空间位阻和F…H作用会破坏蒽的平面刚性,造成结构扭曲,使-CF₃取代的蒽衍生物具有较大的重组能;对于转移积分,-CN取代的蒽衍生物更容易具有较小的滑移距离,易形成紧密堆积,具有大的电子耦合。对于我们研究的分子,用-CF₃取代的系列1的分子和-CN取代的系列2的分子分别具有成为双极性电荷传输材料和n-型电荷传输材料的潜力。含有-CF₃基团的系列1分子中1-B是具有2D传输网络的双极性有机半导体（OSC）材料,其最大空穴、电子的迁移率μ_h-max、μ_e-max的值分别为1.75和0.47 cm² V^-1 s^-1,并出现在不同的方向上;具有-CN基团的系列2中的2-A和2-C是优异的n-型OSC候选材料,其最大固有迁移率出现在π-π堆叠方向,它们的值分别为3.74和2.69 cm² v^-1s^-1。此外,应用Hirshfeld表面分析和QTAIM分析揭示了非共价相互作用与晶体堆积之间的关系。