据PDs新视野微信公众号，于2025年09月14日报道，山东大学Advanced Materials：非接触电偶极调控实现高性能近红外有机光电探测器。

一、研究背景

近红外（NIR）光电探测技术在生物医学成像、光通信和人工智能等领域具有广泛应用前景。然而，窄带隙有机半导体材料在实现NIR响应的同时，往往伴随高暗电流、低载流子迁移率和严重的激子复合等问题，严重制约了器件性能的进一步提升。传统的分子工程和界面修饰策略虽取得一定进展，但仍难以从根本上解决材料本征缺陷带来的性能瓶颈。因此，开发一种能够有效调控分子排列与薄膜形貌的非侵入式方法，成为实现高性能NIR有机光电探测器（OPD）的关键挑战。

二、研究进展

2025年，山东大学郝晓涛、尹航、乔嘉伟团队在《Advanced Materials》上发表题为《Non-Contact Dipole Moment Electric Modulation Achieving High Performance Near‐Infrared Organic Photodetectors》的研究论文。该研究通过在刮涂过程中施加直流外电场（EEF），成功调控非富勒烯受体COTIC-4F的偶极矩方向与大小，诱导其形成有序的J-聚集和纤维状网络结构，显著提升了薄膜的结晶性和载流子传输效率。最终，器件在1100 nm波长下实现了2.45×10¹³ Jones的探测率，创下该波段二极管型OPD的最高纪录，为高性能NIR光电探测器的开发提供了新策略。

三、图文简介

图1：外电场调控下分子排列与器件性能对比。

图2：AFM和GIWAXS显示电场诱导的纤维结构与有序堆叠。

图3：温度依赖PL和瞬态吸收光谱揭示激子动力学优化。

图4：器件性能参数（暗电流、EQE、探测率等）显著提升。

图5：NIR-OPD在心率监测、成像和雾天通信中的实际应用展示。

四、阅读启发

本研究通过一种简单高效的非接触外电场调控策略，成功解决了窄带隙有机半导体在NIR光电探测中的多项瓶颈问题。该策略不仅显著提升了器件的探测率、响应速度和稳定性，还展示了在生物医学成像、光通信等领域的实际应用潜力。这项工作为高性能有机光电器件的开发提供了新思路，推动了NIR光电技术向更高效、更实用的方向发展。这项研究提供了一种“物理场调控”替代“化学修饰”的新范式，它跳出了传统分子工程中反复合成新材料的框架，巧妙地利用外电场这一非接触式物理手段，在加工过程中直接干预分子排列和聚集行为，从而从根源上优化了薄膜的形态与电学性能。这种方法不仅高效、普适性强，更为解决其他光电器件中结构与性能矛盾的难题提供了全新思路，启示我们通过外场操控（光、电、磁等）实现材料“雕琢”将是未来高性能器件设计的重要方向。