以全新方式识别光 新型有机薄膜传感器可用于光源分析和防伪
“虹”是一种常见的自然现象，在雨后转睛时，阳光射到空中接近球型的小雨滴，产生依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色彩谱图，这便是自然界的“光谱”。目前，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。 光谱分析方法是基于物质与辐射作用时，测量由物质内部发生的能级跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度，以此来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法。随着光谱学的不断发展，各种新的光谱被发现，不同的光谱分析方法也相继建立，并出现相应的光谱分析仪器。 光谱仪是可以确定光源的颜色(波长)，在定性、定量、结构分析方面有着优越的表现，并已应用于生命科学、医学、食品、化工、医药、环境、商检、空间探索等领域。然而，目前的商用光谱仪也仍有着一定的缺陷，即“体型”较大且非常昂贵。 同时，随着人类对地球资源、人类生存环境及地外空间的探索、开发及利用，对陆地表层、大气、海洋以及空间目标的探测与监视，科学家们越来越重视对既具有高空间分辨率，同时又具有高光谱分辨率的高科技探测技术与仪器的研究与开发。 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，研制出一种新型有机薄膜传感器。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。 研究人员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。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。 新型有机薄膜传感器以全新的方式识别光的波长，分辨率甚至低于1纳米，其作为一款集成组件，在外来可替代外部光谱仪，用于表征光源。除了表征光源，新型传感器还可用于防伪。 分析化学的发展趋势必然是高灵敏度、高选择性、快速、自动，而光谱分析技术也不断向这个趋势发展，以一种前所未有的速度推动着分析化学的发展。现在，一个简单的光活性膜与光电探测器结合就可以形成一个高分辨率设备，我们可以期待，光谱仪逐渐克服价格高昂、“体型”庞大、基体效应难以避免等困难，为分析化学带来更为夺目的光彩。
