陶绪堂AM: 超灵敏且坚固的120 keV硬X射线成像无机钙钛矿单晶探测器

无机钙钛矿CsPbBr3中相对较低的电阻率和严重的离子迁移由于其高检测限和电流漂移而显著降低了 X 射线探测器的性能。

山东大学陶绪堂和Guodong Zhang等人通过将碘原子掺杂到熔融生长的CsPbBr3晶体中来研究CsPbBr3-nIn单晶的电学性质和 X 射线探测性能。

随着碘含量的增加，CsPbBr3-nIn单晶的电阻率从3.6×109（CsPbBr3）增加到2.2×1011（CsPbBr2I）Ω·cm，抑制了漏电流，降低了探测器的检测限。

此外，CsPbBr3-nIn单晶在 5000 V cm-1的电场下表现出稳定的暗电流，这是由于它们具有高离子迁移活化能。

CsPbBr3-nIn单晶在120 keV 硬X射线检测中实现了6.3×104 μC Gy–1cm–2(CsPbBr2.9I0.1) 的创纪录灵敏度和 54nGy s–1(CsPbBr2I) 的低检测限（ 5000 V cm–1 电场）。CsPbBr2.9I0.1探测器显示出稳定的电流响应，暗电流密度为 0.58 μA cm–2，持续30天，在环境条件下对120 keV X射线成像清晰。

有效的碘原子掺杂策略和高质量使CsPbBr3-nIn SCs 单晶有望用于可重现的高能硬X射线成像系统。

Zhang, P., Hua, Y., Xu, Y., Sun, Q., Li, X., Cui, F., Liu, L., Bi, Y., Zhang, G. and Tao, X. (2022), Ultrasensitive and Robust 120 keV Hard X-ray Imaging Detector Based on Mixed-Halide Perovskite CsPbBr3-nIn Single Crystals. Adv. Mater..

https://doi.org/10.1002/adma.202106562

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