背景切入：
光既是信息载体，也是能量载体。为了满足机器视觉、光谱成像、生物传感和智能制造的需求，器件必须具备从紫外到近红外的宽谱探测能力。传统的无机材料体系（如GaN、Si、InGaAs）虽然性能稳定，但在柔性、低温加工和生物兼容性方面存在天然限制。相比之下，有机半导体因其分子可调性和机械柔性而备受关注，其中醌式结构材料因窄带隙而展现出优异的NIR-II吸收。然而，它们的电荷传输性能较差，难以同时兼顾光吸收和载流子迁移率，限制了灵敏度和响应速度。本文正是在这一背景下切入，通过异质结工程来解决这一长期难题。
是什么：
这项工作报道了一种全有机异质结光电晶体管，通过将新型n型醌式小分子Q4T与p型有机半导体C10-DNTT结合，构建了type-II异质结，实现了宽谱探测和三模态可重构操作。
研究思路：
作者从“如何同时提升光吸收和电荷传输”这一矛盾出发，选择了窄带隙的Q4T作为强NIR吸收材料，再与C10-DNTT形成互补吸收和高效电荷转移的异质结。
核心方法：
材料设计：合成了带有醌式结构的Q4T，带隙约1.04 eV，具备强NIR吸收。
异质结构建：将Q4T与C10-DNTT形成type-II能带对齐，降低激子结合能，提高界面电荷分离效率。
器件实现：制备p–n异质结晶体管，利用栅压和光脉冲实现三种可重构模式（光学重构、光辅助电学重构、纯电学重构）。
成果亮点：器件实现了300–1200 nm的宽谱探测，最低探测阈值仅3 µW cm⁻²，响应速度快至20 ms，并能在不同模式下实现正/负光电导切换。
应用演示：器件阵列成功实现了多波段成像和光学加密/解密，展示了在智能光谱感知和信息安全中的潜力。
图1：展示了Q4T的合成路线、分子结构，以及C10-DNTT/Q4T异质结的器件架构。光谱图显示了两者互补的吸收特性，覆盖300–1200 nm。
图2：展示了器件在不同波长光脉冲下的电流响应，说明了光学重构模式下的正/负光电导切换；同时展示了栅压调控下的光辅助电学重构，以及纯电学脉冲下的双向响应。
图3：给出了光电重构机理示意，包括不同波长下的载流子注入与复合过程，以及type-II能带对齐的能级图，说明了异质结在激子解离中的作用。
图4：通过DFT计算展示了C10-DNTT与Q4T的分子轨道分布和电荷转移路径，进一步解释了界面电荷分离和光电重构的物理机制。
图5：展示了器件阵列在不同波长光照下的字母图像成像效果，以及光学编码/解码的演示，说明了器件在多波段成像和信息加密中的应用潜力。
来源：光电仿生感知日记公众号
DOI：10.1002/anie.202518261
