在《先进材料》杂志最近发表的一篇文章中，来自德累斯顿工业大学的一组物理学家和化学家提出了一种有机薄膜传感器，它描述了一种识别光波长的全新方法，并实现了低于一纳米的光谱分辨率。作为集成组件，薄膜传感器将来可以消除对外部光谱仪的需求。这项新技术已经申请了专利。

用于新型传感器概念的活性薄膜只有一根头发那么厚，在这里加工在薄玻璃基板上，并表现出与波长相关的发光。图片来源：安东·基希

光谱学包括一组根据特定属性（例如波长或质量）分解辐射的实验方法。它被认为是研究和工业中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中用作传感器。市售仪器通常相对较大且非常昂贵。它们大多基于棱镜或光栅的原理：光被折射，波长根据折射角分配。

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），这种基于有机半导体的传感器组件已经研究了多年。随着 Senorics 和 PRIUVE 的分拆，两种技术已经朝着市场成熟的方向发展。现在，IAP 和 IAPP 的研究人员与物理化学研究所合作，开发了一种薄膜传感器，它描述了一种识别光波长的全新方法，并且由于其体积小和成本低，具有明显的优势超过市售的光谱仪。

通过激子-自旋混合进行波长传感的概念：未知波长会激发长寿命和短寿命的发射体，并产生明确的余辉瞬态。图片来源：安东·基希

新型传感器的工作原理如下：未知波长的光激发头发薄膜中的发光材料。该薄膜由长发光（磷光）和短发光（荧光）实体的混合物组成，它们以不同的方式吸收所研究的光。余辉的强度，可以用来推断未知输入光的波长。

“我们利用发光材料中激发态的基础物理学，”IAP 博士生 Anton Kirch 解释道：“不同波长的光在这样的系统中激发，当适当组合时，一定比例的长寿命三重态和短寿命单重态自旋态。我们扭转了这种依赖性。通过使用光电探测器识别自旋分数，我们可以识别光波长。”

“我们在德累斯顿的研究联盟的强大力量是我们的合作伙伴，”协调该项目的 Sebastian Reineke 教授说：“与物理化学的 Alexander Eychmüller 教授和光电学教授 Karl Leo 的小组一起，我们可以自己进行所有的制造和分析步骤，从材料合成和薄膜处理开始，到有机探测器的制造结束。 "

Johannes Benduhn 博士是 IAP 的有机传感器和太阳能电池组组长说：“说实话，简单的光敏薄膜与光电探测器相结合可以形成如此高分辨率的设备，这给我留下了深刻的印象。”

使用这种策略，科学家们已经实现了亚纳米光谱分辨率，并成功地跟踪了光源的微小波长变化。除了表征光源外，新型传感器还可用于防伪。

“例如，可以使用小型且廉价的传感器快速可靠地检查钞票或文件的某些安全特征，从而确定其真实性，而无需任何昂贵的实验室技术，”Anton Kirch 解释说。