《先進材料》有機體異質結體系在光譜用光探測器領域的創新應用

光譜用光探測器在物質分析、醫學監測和工業監控等領域具有廣泛的應用。目前，市場上常用的光譜用光探測器的製備基於使用無機寬頻光探測器和其它分光光學元件。因此，光譜用光探測器普遍昂貴。另外，因為體積龐大、操作複雜，現有光譜用光探測器在生物植入和可穿戴等高新技術領域的應用極為受限。

圖1. 基於諧振腔器件結構的探測波長可跳的有機光探測器元件的光響應圖譜。該器件中，光活性層是基於有機體異質結體系，其電荷轉移(CT)態吸收（波長長於700納米部分）因光學振蕩得到大幅提升，因此呈窄帶響應特點。

德國德累斯頓工業大學的唐正博士與Koen Vandewal教授，以及中國科學院化學研究所李韋偉研究員等研究者，通過對微諧振腔器件結構的開發，製備出了新型窄帶有機近紅外光探測器。該器件概念的發展是基於對有機體異質結體系中的電荷轉移（CT）態的應用：通過使用該光學方法，可成功將CT態的吸收強度，選擇性的提升了近百倍。該類有機光電探測器相比於已商業化的無機光探測器，具有同等級的探測率，但同時具備無機器件所不具備的光響應波長可調和超窄帶響應等特點。目前，該類有機器件響應調整波長範圍覆蓋700到1100納米（圖 1）, 最窄光響應譜圖的半峰寬通過優化已低至14 納米。基於以上結果，研究人員通過使用楔形有機體異質結活性層，成功製備出了簡易微型光譜儀（圖2）。該類新型器件在生物植入和可穿戴有機電子領域將具有非常廣泛的應用前景。相關研究論文發表於《Advanced Materials》。

圖2. 具有光學諧振腔器件結構的微型光譜儀的結構示意圖以及實驗室製備器件照片。該器件因使用楔形活性層而保證其中光感像素的光響應波長不一。實驗室通過使用刮刀塗布制膜方式，在制膜過程中改變刮刀移動速度來實現活性層厚度的改變。

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來源：高分子科學前沿

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