有机近红外二区光（波长：1000 nm ~ 1400 nm）吸收的有机共轭分子在光学、光电子学、生物学等领域具有重要应用。但是，具有近红外二区光吸收性质的有机材料种类和数量极少，已报道的大部分有机材料的吸光波长小于1000 nm，光吸收范围局限在紫外光区、可见光区和近红外光一区。开发近红外二区光吸收的有机材料的瓶颈在于缺少高效的分子设计策略。
在本工作中，我们开发出一系列基于共振硼氮键的单分散齐聚物，其吸收波长进入了近红外二区，且可作为电子受体材料用于有机近红外光电探测器。理论计算结果表明，在共轭分子内引入共振硼氮键，可以增加重复单元内部和重复单元之间的有效共轭程度，减小带隙。具体实施中，该系列齐聚物从一聚体到五聚体，吸收光谱从可见光区显著红移至近红外二区，五聚体的溶液态最大吸光波长达到1169 nm，固态最大吸光波长达到1201 nm，是已报道的单分散齐聚物的最大值。我们以四聚体作为电子受体材料，制备了光伏型有机光电探测器，可实现400 nm ~ 1300 nm波长范围的高灵敏度光探测，在0 V偏压下，在1180 nm处的最大比探测率达到2.98 × 1011 Jones，与已报道的最灵敏的有机近红外二区光电探测器性能相当。该工作开拓出一类全新的有机红外光材料，也展现出共振硼氮键在设计有机红外光材料中的巨大潜力。
J. Xu, J. Liu*, L. X. Wang, Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e202310838.