|新型有机薄膜传感器以全新方式识别光

新型有机薄膜传感器以全新方式识别光
可用于表征光源和防伪
科技日报北京9月6日电 (采访人员刘霞)德国科学家研制出一种新型有机薄膜传感器 , 它能以全新的方式识别光的波长 , 分辨率低于1纳米 。 研究人员称 , 作为一款集成组件 , 这种新型薄膜传感器未来可替代外部光谱仪 , 用于表征光源 。 这一技术已经申请专利 , 相关论文刊发于最新一期《先进材料》杂志 。
光谱学被认为是研究领域和工业领域最重要的分析方法之一 。 光谱仪可以确定光源的颜色(波长) , 并在医学、工程、食品工业等各种应用领域用作传感器 。 目前的商用光谱仪通常“体型”较大且非常昂贵 。
现在 , 德累斯顿工业大学应用物理研究所(IAP)和德累斯顿应用物理与光子材料综合中心(IAPP)的研究人员与该校物理化学研究所合作 , 开发出了一种新型薄膜传感器 , 能以一种全新的方法识别光的波长 , 而且 , 由于其尺寸小、成本低 , 与商用光谱仪相比具有明显优势 , 未来或可成功替代后者 。
新型传感器的工作原理如下:未知波长的光激发薄膜内的发光材料 。 该薄膜由长时间发光(磷光)和短时间发光(荧光)的器件组成 , 它们能以不同方式吸收未知波长的光 , 研究人员根据余辉的强度推断未知输入光的波长 。
该研究负责人、IAP博士生安东·基奇解释说:“我们利用了发光材料中激发态的基本物理特性 , 在这样的系统内 , 不同波长的光激发出一定比例的长寿命三重和短寿命单重自旋态 , 使用光电探测器识别自旋比例 , 就可以识别出光的波长 。 ”
【|新型有机薄膜传感器以全新方式识别光】利用这一策略 , 研究人员实现了亚纳米光谱分辨率 , 并成功跟踪了光源的微小波长变化 。 除了表征光源 , 新型传感器还可用于防伪 。 基奇说:“小型且廉价的传感器可用于快速可靠地确定钞票或文件的真实性 , 而无需任何昂贵的实验室技术 。 ”
IAP有机传感器和太阳能电池小组负责人约翰内斯·本顿博士说:“一个简单的光活性膜与光电探测器结合 , 形成一个高分辨率设备 , 令人印象深刻 。 ”