紅外光的檢測構(gòu)成了現(xiàn)代工業(yè)、科學(xué)、能源、醫(yī)療和國防應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)。能夠跨越短波（SWIR）、中波（MWIR）和長波紅外 （LWIR）的光電探測技術(shù)更是受到現(xiàn)代科學(xué)研究的青睞。當(dāng)前，使用最先進(jìn)窄帶隙半導(dǎo)體的光電探測設(shè)備需要復(fù)雜的制造過程、高的制造成本和嚴(yán)格的冷卻要求，這對于其廣泛應(yīng)用來說仍面臨著巨大挑戰(zhàn)。

   美國南密西西比大學(xué)Jason D. Azoulay等人報(bào)道了一種基于能跨越 SWIR-LWIR 寬帶范圍的供體-受體（D-A）共軛聚合物的高性能紅外光電檢測技術(shù)。該聚合物π共軛骨架內(nèi)的電子相關(guān)性促進(jìn)了高自旋基態(tài)、窄帶隙、長波長吸收和本征導(dǎo)電性。這些以前未觀察到的特性使得從溶液中制造薄膜光電導(dǎo)探測器成為可能，該探測器顯示出大于 2.10×109 Jones 的特定探測率。這種能在室溫下的檢測技術(shù)非常接近當(dāng)前所用的冷卻外延器件的檢測技術(shù)。這項(xiàng)工作為廣泛適用的低成本環(huán)境溫度紅外光電檢測提供了一個(gè)全新的平臺(tái)。該研究以題為“Broadband infrared photodetection using a narrow bandgap conjugated polymer”的論文發(fā)表在《Science Advances》上。

  （1）這項(xiàng)工作首次報(bào)道了在光譜區(qū)域使用 D-A共軛聚合物進(jìn)行寬帶紅外光電檢測的技術(shù)。該探測器使用開殼式 D-A共軛聚合物有源層，對SWIR、MWIR 和 LWIR 段的光子進(jìn)行感應(yīng)，而目前除石墨烯以外的有機(jī)材料無法訪問這些區(qū)域。

  （2）作者通過微波輔助的 Stille 交叉偶聯(lián)共聚反應(yīng)開發(fā)了一種中性的高自旋D-A共軛聚合物，其大分子結(jié)構(gòu)和電子拓?fù)浣Y(jié)合在一起，能提供非常窄的光學(xué)帶隙（<0.10 eV），是目前報(bào)道的共軛有機(jī)材料中和溶液可加工材料中最低的。

  （3）該工作提供了強(qiáng)大的穩(wěn)定性、極低能量下的帶隙控制、光電特性的輕松合成調(diào)控、溶液可加工性和室溫操作——這些特性是其他基于半導(dǎo)體的光電探測器無法協(xié)同實(shí)現(xiàn)的。這些優(yōu)勢以及探測器制造過程的簡易性有望為檢測紅外光電子提供一種替代方法并實(shí)現(xiàn)全新的設(shè)備技術(shù)。

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