光探测技术在鉴别物质、表征材料和监测成像等方面有着广泛的应用。随着可穿戴、集成化微型电子光谱仪的广泛应用，光探测器的发展面临新的挑战。有机光探测器因成本低廉、制备工艺简单、柔性可折叠等优势，近年来得到科研界和工业界越来越多的关注。然而，在集成化微型光谱仪应用方面，有机光探测器仍存在问题：在保持单色光响应的同时，难以实现较广的光响应范围，更难以实现响应波长的可调节性。此外，为实现窄带光探测，光探测器件可基于谐振腔结构制备，然而，谐振腔光探测器中多存在多阶倍频峰，这使得实现单色光谱响应十分困难。

图1. 基于谐振腔结构的窄带光探测器

在本文中，作者通过使用超薄活性层（3-6纳米的DCV5T-Me:C₆₀为光活性层）制备了窄带光响应的谐振腔光探测器（器件结构如图1所示）。实验中，通过改变传输层厚度调整谐振腔的有效厚度，从而成功实现探测器在可见光范围内（400-700 nm）光响应波长连续可调的窄带隙光谱响应。器件制备过程中，通过转移矩阵模型（TMM）光学理论计算找出活性层在谐振腔中的最优位置，有效避免了多阶倍频峰，实现了单色光谱响应。本工作中，有机光探测器的外量子效率（EQE）可超过50%，比探测率可以达到10¹²J，响应峰的半峰宽（FWMH）可低至25 nm。其器件性能可与市场上常见的基于无机材料的光探测器器件的性能相媲美。具体器件图片可见图2。

图2. 基于纳米级活性层的可调单色光谱响应有机谐振腔光探测器

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.9b00471