有机发光晶体管(OLET)是一种在同一器件中集成了有机场效应晶体管(OFET)和有机发光二极管(OLED)两种器件功能的小型化光电子器件，其研究具有重要的科学和技术意义。高性能OLET的构筑，特别是具有简单器件结构（例如单层OLET），需要核心功能层材料兼具高迁移率和强发光特性。然而，高迁移率发光有机半导体材料的设计合成一直面临极大挑战。

近几年，研究者通过分子设计创新实现了系列高迁移率发光有机半导体材料的创制。但是，目前报道的大部分高迁移率发光材料为单极性，多为p-型传输材料体系，这导致OLET器件中高效电子注入困难，器件构筑需要不对称结构。本论文中，中国科学院化学研究所董焕丽课题组在前期研究基础上，从进一步提升高迁移率发光有机半导体材料中电子注入的角度出发，通过引入二苯并噻吩砜同时作为吸电子基元和发光基元，成功设计合成了两例基于二苯并噻吩砜的双极性蓝光有机半导体材料（DNaDBSO和t-Bu-DNaDBSO）。

首先，研究者对该类材料进行了光物理特性研究，结果表明两种材料均表现了高品质发光特性，其固态发射峰在455-461 nm，荧光量子产率为46%-67%，是优异的蓝色发光材料。单晶数据分析显示，两种分子均展现了典型的二维砖块堆积模式以及丰富的分子间相互作用，理论计算表明两种材料空穴和电子的最大转移积分的分别为38.3 meV，97.6 meV（DNaDBSO）和70.4 meV，44.8 meV（t-Bu-DNaDBSO），预示了良好的电荷传输特性。

进一步，研究者基于DNaDBSOs微纳晶构筑了OLET器件，有意思的是，不同于常规单极性高迁移率发光有机半导体，对于该类材料来讲，得益于其独特的能级结构特征，即便在对称OLET器件结构下（以金做电极），DNaDBSOs-OLET器件也展现了典型的双极性输运特性。同时，DNaDBSO-OLET器件表现了良好的栅压调控特性，其发光位置可以随栅压在沟道中进行移动，进一步验证了该类器件的本征双极性发光行为；其电致发光光谱具有窄的半峰宽（48 nm）和接近纯蓝光的色坐标（CIE (0.179, 0.119)）。

最后，研究者结合理论计算和实验揭示了二苯并噻吩砜吸电子基作用和界面作用的协同效应是形成该类材料双极性特征的主要原因，即吸电子基团的引入降低最低未占有轨道（LUMO）能级同时保持了合理的最高的占有轨道（HOMO）能级，材料与金电极之间的界面偶极作用进一步降低了电子注入势垒，从而在宽的光学带隙下实现双极性。这项工作为设计双极性发光有机半导体提供了新思路。