西安电子科技大学张春福&朱卫东&巴延双综述：用于高性能直接X射线检测的毫米级多晶钙钛矿

毫米厚度的多晶金属卤化物钙钛矿（Millimeter-thickness polycrystalline metal halide perovskite, MPMHP）具有高载流子寿命积、强X射线吸收能力、低电子-空穴对产生能量、出色的电荷传输性能以及集成潜力，是制备高性能X射线探测器的优异候选材料。因此，总结MPMHP的X射线探测器和成像器的最新进展和未来前景是具有重要意义的。此外，MHP材料的稳定性仍然是其工业应用的关键障碍，总结其稳定性表现对于MPMHP X射线探测器的发展同样有着重要支撑作用。

近期，西安电子科技大学张春福团队全面回顾了MPMHP X射线探测器的研究进展。从厚膜与多晶片两种材料体系，系统分析了MPMHP材料的合成与X射线探测性能；从单像素、线阵以及平板阵列成像三种成像方案，总结了MPMHP X射线探测器的成像应用结果；从长期开启、持续开关与长时间存储稳定性三种测试模式，总结了稳定性表征方案。最后强调了MPMHP X射线探测器所面临的关键问题，并对其未来发展进行了展望。

要点1：总结了MPMHP X射线探测器的研究进展

系统回顾了MPMHP厚膜与多晶片的制备技术，包括溶液法、悬浮液涂覆、热压烧结、固相烧结、熔融法等。多晶钙钛矿具有高衰减系数、高μτ值和低成本制备等优势，可实现毫米级厚度以提升X射线吸收效率。强调了其灵活的制备工艺使其具备与单晶相近或更高的探测性能，如高灵敏度（>104–105 µC Gyair-1cm-2）和低检测限（~0.1 nGyair s-1级别），并总结了通过缺陷钝化、成分调控、热压重构及异质结构筑等策略提升材料电学性能和抑制离子迁移的进展。

要点2：总结了MPMHP X射线探测器的成像结果

总结了单像素、线阵与平板阵列三类MPMHP成像方案。单像素与线阵适用于安检等扫描类应用，但存在成像速度与分辨率限制。平板阵列是未来重要的探索方向，需要将大面积、低温制备的钙钛矿吸收层与TFT/CMOS背板进行集成。强调了厚膜可直接低温涂覆，而晶圆需以“先制备后贴合”方式集成。多篇研究已实现高分辨率（>3–6 lp/mm）、低剂量成像，成功展示电子元件、生物组织等高质量图像，验证了MPMHP在高性能平板探测器中的潜力。

要点3：总结了MPMHP X射线探测器的稳定性结果

指出MPMHP在湿度、氧气、偏压与辐照下的稳定性仍是产业化瓶颈，测试环境应包括长时间照射、连续开关响应和存储稳定性。部分器件已展示数千秒稳定的开关响应与长时间开启响应，甚至超1年的存储稳定性。

总结全文，作者认为材料后处理、界面工程、检测校准规范、背板界面研究等方向的推进，对获取高性能、稳定、可商用的MPMHP X射线探测与成像系统具有重要意义。相关讨论以“A Review on Millimeter-Thickness Polycrystalline Perovskite for High-Performance Direct X-Ray Detection”为题发表于期刊Advanced Sensor Research。更多研究细节请参考文末全文链接。

论文信息：Yanshuang Ba, Weidong Zhu, Chunfu Zhang, Yue Hao, A Review on Millimeter-Thickness Polycrystalline Perovskite for High-Performance Direct X-Ray Detection. Adv. Sensor Res.,2025, e00114.

DOI: 10.1002/adsr.202500114

全文链接：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adsr.202500114

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