AFM：分子工程助力X射线检测灵敏度破万、剂量低至4.4 nGy/s！

传统的零维（0D）铋基钙钛矿材料因其固有的电荷传输性能较差，限制了其在X射线检测中的应用。

本文阿卜杜拉国王科技大学Omar F. Mohammed等人报道了一种通过分子工程设计的0D化合物Dpy₃Bi₂I₁₂，其中A位点引入共轭联吡啶阳离子，可增强[BiI₆]³⁻八面体间的氢键作用，并促进准二维框架的形成。与传统的MA₃Bi₂I₉相比，该设计使费米能级更靠近导带，从而实现了更高效的电子注入。超快瞬态吸收光谱和态密度计算表明，碘八面体与共轭配体之间可实现高效的载流子生成与离域，克服了0D晶格的固有局域性限制。因此，Dpy₃Bi₂I₁₂在低工作偏压-5 V·mm⁻¹下实现了4.4 nGy·s⁻¹的超低检测限和10,600 μC·Gy⁻¹·cm⁻²的高灵敏度。

这些发现展示了一种有效释放0D钙钛矿高效电荷传输潜力的策略，推动了其在低剂量、高分辨率X射线成像中的应用前景。

研究亮点：

1. 分子工程策略创新：通过引入共轭联吡啶阳离子，构建强氢键网络，形成准二维层状结构，有效克服0D钙钛矿电荷传输局限。

2. 超高性能突破：在-5 V·mm⁻¹低偏压下，实现10,600 μC·Gy⁻¹·cm⁻²的超高灵敏度和4.4 nGy·s⁻¹的创纪录低检测限，显著优于已报道的铋基钙钛矿探测器。

3. 高分辨率成像潜力：器件表现出优异的载流子迁移率、长寿命及低噪声特性，成功实现空间分辨率达1.4 lp·mm⁻¹的X射线成像，展现出在低剂量医学与工业检测中的应用前景。

X. Song, L. Wang, J. Wang, et al. “ Efficient Charge Transport in Zero-Dimensional Perovskite for Ultrahigh-Sensitivity X-Ray Detection.” Advanced Functional Materials (2026): e29759.

https://doi.org/10.1002/adfm.202529759

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