摘要:

有机半导体薄膜荧光传感器在公共安全、环境监测及食品安全等领域应用前景广阔。然而，其实际应用仍面临诸多挑战:高性能敏感材料匮乏，多数荧光材料在薄膜态存在聚集荧光猝灭效应，导致发光微弱，难以实现高效气相检测;薄膜性能调控手段有限，在灵敏度、稳定性、可逆性等关键性能调控方法方面极其欠缺;第三，现有光学器件多基于空间光路设计，与标准半导体工艺不兼容，制约了器件的微型化与集成化。针对上述问题，本研究提出了系列创新解决方案:如通过设计嵌入式MOF结构，利用限域效应提升检测性能;采用氧等离子体基底处理、掺杂呼吸图法、等离基元效应等调控薄膜性能以增强传感;建立了“三步法”的可逆敏感材料筛选策略;首次研制出基于氮化硅波导倏逝场的集成荧光传感光子芯片，为实现传感器微型化与片上集成提供了新途径。