《先进材料》有机体异质结体系在光谱用光探测器领域的创新应用

光谱用光探测器在物质分析、医学监测和工业监控等领域具有广泛的应用。目前，市场上常用的光谱用光探测器的制备基于使用无机宽带光探测器和其它分光光学元件。因此，光谱用光探测器普遍昂贵。另外，因为体积庞大、操作复杂，现有光谱用光探测器在生物植入和可穿戴等高新技术领域的应用极为受限。

图1. 基于谐振腔器件结构的探测波长可跳的有机光探测器元件的光响应图谱。该器件中，光活性层是基于有机体异质结体系，其电荷转移(CT)态吸收（波长长于700纳米部分）因光学振荡得到大幅提升，因此呈窄带响应特点。

德国德累斯顿工业大学的唐正博士与Koen Vandewal教授，以及中国科学院化学研究所李韦伟研究员等研究者，通过对微谐振腔器件结构的开发，制备出了新型窄带有机近红外光探测器。该器件概念的发展是基于对有机体异质结体系中的电荷转移（CT）态的应用：通过使用该光学方法，可成功将CT态的吸收强度，选择性的提升了近百倍。该类有机光电探测器相比于已商业化的无机光探测器，具有同等级的探测率，但同时具备无机器件所不具备的光响应波长可调和超窄带响应等特点。目前，该类有机器件响应调整波长范围覆盖700到1100纳米（图 1）, 最窄光响应谱图的半峰宽通过优化已低至14 纳米。基于以上结果，研究人员通过使用楔形有机体异质结活性层，成功制备出了简易微型光谱仪（图2）。该类新型器件在生物植入和可穿戴有机电子领域将具有非常广泛的应用前景。相关研究论文发表于《Advanced Materials》。

图2. 具有光学谐振腔器件结构的微型光谱仪的结构示意图以及实验室制备器件照片。该器件因使用楔形活性层而保证其中光感像素的光响应波长不一。实验室通过使用刮刀涂布制膜方式，在制膜过程中改变刮刀移动速度来实现活性层厚度的改变。

全文链接：

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201702184/full

来源：高分子科学前沿

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