中山大学王旭东AFM：多位点工程实现高性能稳定钙钛矿X射线探测器

卤化物钙钛矿厚膜是X射线探测与成像领域的有力候选材料。然而，软晶格、晶格失配及弱界面键合导致的残余应变易引发裂纹与分层，阻碍钙钛矿薄膜与薄膜晶体管（TFT）的集成。

本文中山大学王旭东等人提出将多功能天然分子（双没食子酸，DA）引入超声喷涂钙钛矿薄膜，实现了高效稳定的全空气加工X射线探测器。结果表明，DA丰富的官能团不仅增强了钙钛矿膜与基底的粘附性，提升了与TFT的集成能力，还可有效钝化缺陷。此外，该方法可调节钙钛矿的费米能级，形成界面势垒，显著降低暗电流。经DA修饰的器件获得了高达3.1×10⁵ μC Gy_air⁻¹ cm⁻²的灵敏度和低至39.8 nGy_air s⁻¹的检测限，同时大幅提升了耐辐照性能，在140 Gy_air X射线辐照后仍保持稳定。

基于DA修饰钙钛矿膜与TFT背板集成的平板探测器，成功在低剂量率下实现快速X射线成像（92 ms/帧，27.2 μGy_air s⁻¹，总剂量2.5 μGy_air）。本工作彰显了DA作为多功能分子工具在开发低剂量、高性能X射线成像系统方面的潜力。

研究亮点：

1. 提出天然分子双没食子酸（DA）的多位点协同修饰策略，同步增强钙钛矿厚膜的粘附性、释放晶格应变、钝化缺陷并抑制离子迁移。

2. 实现全空气加工钙钛矿X射线探测器的高性能突破，灵敏度达3.1×10⁵ μC Gy_air⁻¹ cm⁻²，检测限低至39.8 nGy_air s⁻¹，耐辐照剂量超过140 Gy_air。

3. 成功演示低剂量快速X射线成像应用，DA修饰钙钛矿膜与TFT背板集成后，在总剂量仅2.5 μGy_air条件下实现92 ms/帧的清晰成像。

C.-Y. Sheng, Y.-H. Huang, Y.-C. Fang, et al. “ Multi-Site Engineering Enables High-Performance and Stable Perovskite X-Ray Detectors.” Advanced Functional Materials (2026): e31472.

https://doi.org/10.1002/adfm.202531472

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