技术前沿2022/5/12 13:58:02
中国科学院大学光电学院孟祥悦课题组在X射线探测器方面取得新进展
来源：中国科学院大学2024/11/1 14:18:0916407
导读
卤化物钙钛矿X射线探测器因具有更大的载流子迁移率-寿命乘积、灵敏度高、检测下限低等显著优点而引人瞩目, 然而铅基钙钛矿的毒性问题，以及内部离子迁移显著, 导致其稳定性较差。
X射线探测在医学影像、安检、工业无损探测等领域应用广泛。卤化物钙钛矿X射线探测器因具有更大的载流子迁移率-寿命乘积、灵敏度高、检测下限低等显著优点而引人瞩目, 然而铅基钙钛矿的毒性问题，以及内部离子迁移显著, 导致其稳定性较差。在无铅钙钛矿材料中，卤化锡钙钛矿材料因其高X射线衰减吸收系数、高电荷载流子迁移率、低激子结合能、高离子迁移活化能而在辐射探测方面展现出巨大的潜力。然而，人们对卤化锡钙钛矿的辐射探测特性研究较少。
近日，国科大光电学院孟祥悦副教授课题组及其合作者，选择了一种有效改善锡基钙钛矿薄膜质量的添加剂PAI。从而得到了缺陷态密度低、结晶度和形貌增强的FASnI3钙钛矿薄膜，并通过原位光致发光荧光光谱测量得到了证实。得益于高极性和高效介电屏蔽效应， FASnI3薄膜还表现出低激子结合能、高载流子迁移率-寿命乘积和高离子迁移活化能。由此制备的FASnI3钙钛矿X射线探测器表现出高灵敏度，同时还具有7.95 nGyairs-1的超低检测限。与卤化铅钙钛矿器件相比，FASnI3钙钛矿X射线探测器具有出色的器件稳定性，暗电流漂移受到抑制。此外，在70 nGyairs-1的超低剂量率下也获得了高对比度敏感成像。
这项工作为探索用于高灵敏度和高稳定性X射线探测的卤化锡钙钛矿提供了新思路。这一成果近期发表在Laser & Photonics Reviews上，孟祥悦为文章通讯作者，课题组博士研究生王煦为第一作者，化学所边洋爽博士为共同第一作者。
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