- 確定光波長的有機薄膜傳感器
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2022/9/8
來自德累斯頓工業大學的一組物理學家和化學家最近提出了一種有機薄膜傳感器，以解釋一種確定光波長并達到一納米光譜分辨率的非常新的方法。該研究發表在《先進材料》雜志上。
用于新型傳感器概念的活性薄膜只有人的頭發那么厚，在這里加工在薄玻璃基板上，并表現出與波長相關的發光。圖片來源：德累斯頓工業大學
薄膜傳感器有一天可能會取代對外部光譜儀的要求，因為它們是集成組件。這項創新技術已經成為專利申請的主題。
一組稱為光譜學的實驗技術根據特定特征（例如波長或質量）將輻射分離成成分。
光譜儀被用作各種領域的傳感器，包括醫療、工程、食品工業和許多其他領域。
他們可以識別光源的顏色（波長）。用于商業銷售的儀器通常巨大且非常昂貴。它們中的大多數是建立在棱鏡或光柵原理上的，該原理表明光是折射的，波長由折射角決定。
多年來，應用物理研究所 (IAP) 和德累斯頓工業大學德累斯頓應用物理與光子材料綜合中心 (IAPP) 對這些基于有機半導體的傳感器組件進行了研究。Senorics 和 PRIUVE的衍生產品已經使兩個系統走向市場成熟。
目前，IAP 和 IAPP 的科學家們創造了一種薄膜傳感器，它解釋了一種確定光波長的全新方法，并且由于其體積小和成本低，與現有的商用光譜儀相比具有顯著優勢。該傳感器是與物理化學研究所合作創建的。
創新傳感器的工作原理如下：發光材料的薄涂層被未知波長的光激發。
長發光（磷光）和短發光（熒光）實體共存于薄膜中，每種實體以不同的方式吸收研究中的光。未知輸入光的波長可以從余輝的強度推導出來。
我們利用發光材料中激發態的基本物理學。不同波長的光在這樣的系統中激發，并且當適當組合時，一定比例的長壽命三重態和短壽命單重態自旋態。此外，我們扭轉了這種依賴。通過使用光電探測器識別自旋分數，我們可以識別光波長。
Anton Kirch，博士生，應用物理研究所，德累斯頓工業大學
“我們在德累斯頓的研究聯盟的強大力量是我們的合作伙伴。與物理化學的 Alexander Eychmüller 教授和光電子學教授 Karl Leo 的團隊一起，我們可以自己進行所有的制造和分析步驟，從材料合成和薄膜處理開始，到有機探測器的制造結束，”負責協調該項目的 Sebastian Reineke 教授說。
IAP 有機傳感器和太陽能電池組負責人 Johannes Benduhn 博士說：“我真的很感動，一個簡單的光敏薄膜與光電探測器相結合可以形成如此高分辨率的設備。”
通過采用這種方法，研究人員成功地跟蹤了光源的微小波長變化，并獲得了亞納米光譜分辨率。
除了表征光源外，創新傳感器還可用于防偽：“例如，可以使用小型且廉價的傳感器快速可靠地檢查紙幣或文件的某些安全特征，從而確定其真實性，而無需任何用于昂貴的實驗室技術，”Anton Kirch 解釋道。
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