利用本征有机半导体实现宽带、高灵敏度圆偏振光（CPL）探测仍是一项根本性挑战，这源于固有的平面性-螺旋性困境：传统π扩展策略可拓宽吸收但往往会抑制分子螺旋性，而通过空间位阻调控增强螺旋性则通常会缩短共轭长度并限制光谱覆盖范围。本研究提出一种手性π扩展（CπE）设计策略，通过将两个苝二酰亚胺（PDI）在湾位稠合形成π扩展螺旋并苯，解决了这一矛盾。这种稠合方式同时延长了共轭路径，并使电跃迁偶极矩与磁跃迁偶极矩接近共线排列，从而在紫外 - 可见区域产生增强的手性光学活性。（S）-di-ClPDI-Ph单晶器件实现了365-690nm的宽带CPL探测，在 515 nm 处的光电流不对称因子高达0.60,同时具备高光电响应度（9.1 A W⁻¹）和探测率（4.8×10¹² Jones）。该工作确立了 CπE 作为本征手性半导体的通用分子设计原则，为高灵敏度、宽带、可集成的 CPL 光电子技术铺平了道路。

文章亮点：

1.创新 CπE 设计策略，破解核心困境：提出湾位稠合双 PDI 构建 π 扩展螺旋并苯的策略，同时实现共轭扩展与螺旋性增强。分子内两个 PDI 单元稠合形成刚性共轭骨架，嵌入类螺旋烯亚结构，使电 / 磁跃迁偶极矩从单体的垂直状态转变为二聚体的近共线状态，解决平面性与螺旋性难以兼顾的关键问题。

2.手性光学性能优异，光谱覆盖宽泛：二聚体在 300-700 nm 紫外 - 可见区域呈现强圆二色性（CD）信号，溶液中 | gₐᵦₛ| 达 8.6×10⁻³（502 nm），单晶中 | gₐᵦₛ| 达 6.2×10⁻³（518 nm），远超单体的微弱手性响应。光谱覆盖范围较单体（400-550 nm）显著拓宽，为宽带 CPL 探测奠定基础。

3.器件性能全面突破，核心指标领先：基于（S）-di-ClPDI-Ph 单晶的器件实现 365-690 nm 宽带 CPL 探测，515 nm 处 gₚₕ达 0.60，是单体器件的 5 倍。光电响应度 9.1 A W⁻¹、探测率 4.8×10¹² Jones，较现有本征手性小分子 CPL 探测器提升 1-2 个数量级，且响应速度快（上升 / 衰减时间 125/154 ms）、稳定性优异（300 次循环无衰减，常温储存 3 个月性能稳定）。

4.应用潜力广泛，实现 RGB 圆偏振成像：借助宽带 CPL 响应特性，成功实现红（635 nm）、绿（515 nm）、蓝（450 nm）三通道圆偏振成像。以金龟子为模型，清晰区分其体表对左旋圆偏振光（LCPL）的选择性反射特性，验证了器件在偏振分辨成像、安全光通信等领域的应用价值。

原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202525044