以全新方式識別光新型有機薄膜傳感器可用于光源分析和防偽

2022-11-10 10:52:00 admin

【化工儀器網行業百態】“虹”是一種常見的自然現象，在雨后轉睛時，陽光射到空中接近球型的小雨滴，產生依次為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的色彩譜圖，這便是自然界的“光譜”。目前，光譜學被認為是研究領域和工業領域最重要的分析方法之一。

　　光譜分析方法是基于物質與輻射作用時，測量由物質內部發生的能級躍遷而產生的發射、吸收或散射輻射的波長和強度，以此來鑒別物質及確定它的化學組成和相對含量的方法。隨著光譜學的不斷發展，各種新的光譜被發現，不同的光譜分析方法也相繼建立，并出現相應的光譜分析儀器。

　　光譜儀是可以確定光源的顏色(波長)，在定性、定量、結構分析方面有著優越的表現，并已應用于生命科學、醫學、食品、化工、醫藥、環境、商檢、空間探索等領域。然而，目前的商用光譜儀也仍有著一定的缺陷，即“體型”較大且非常昂貴。

　　同時，隨著人類對地球資源、人類生存環境及地外空間的探索、開發及利用，對陸地表層、大氣、海洋以及空間目標的探測與監視，科學家們越來越重視對既具有高空間分辨率，同時又具有高光譜分辨率的高科技探測技術與儀器的研究與開發。

　　德累斯頓工業大學應用物理研究所(IAP)和德累斯頓應用物理與光子材料綜合中心(IAPP)的研究人員與該校物理化學研究所合作，研制出一種新型有機薄膜傳感器。該薄膜由長時間發光(磷光)和短時間發光(熒光)的器件組成，它們能以不同方式吸收未知波長的光，研究人員根據余輝的強度推斷未知輸入光的波長。

　　研究人員利用了發光材料中激發態的基本物理特性，在這樣的系統內，不同波長的光激發出一定比例的長壽命三重和短壽命單重自旋態，使用光電探測器識別自旋比例，就可以識別出光的波長。利用這一策略，研究人員實現了亞納米光譜分辨率，并成功跟蹤了光源的微小波長變化。

　　新型有機薄膜傳感器以全新的方式識別光的波長，分辨率甚至低于1納米，其作為一款集成組件，在外來可替代外部光譜儀，用于表征光源。除了表征光源，新型傳感器還可用于防偽。

　　分析化學的發展趨勢必然是高靈敏度、高選擇性、快速、自動，而光譜分析技術也不斷向這個趨勢發展，以一種前所未有的速度推動著分析化學的發展。現在，一個簡單的光活性膜與光電探測器結合就可以形成一個高分辨率設備，我們可以期待，光譜儀逐漸克服價格高昂、“體型”龐大、基體效應難以避免等困難，為分析化學帶來更為奪目的光彩。

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