中國科學(xué)院大學(xué)光電學(xué)院孟祥悅課題組在X射線探測器方面取得新進(jìn)展

2024-11-04 15:08:30中國科學(xué)院大學(xué)閱讀量：15081      我要評(píng)論

導(dǎo)讀：鹵化物鈣鈦礦X射線探測器因具有更大的載流子遷移率-壽命乘積、靈敏度高、檢測下限低等顯著優(yōu)點(diǎn)而引人矚目, 然而鉛基鈣鈦礦的毒性問題，以及內(nèi)部離子遷移顯著, 導(dǎo)致其穩(wěn)定性較差。

　　X射線探測在醫(yī)學(xué)影像、安檢、工業(yè)無損探測等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。鹵化物鈣鈦礦X射線探測器因具有更大的載流子遷移率-壽命乘積、靈敏度高、檢測下限低等顯著優(yōu)點(diǎn)而引人矚目, 然而鉛基鈣鈦礦的毒性問題，以及內(nèi)部離子遷移顯著, 導(dǎo)致其穩(wěn)定性較差。在無鉛鈣鈦礦材料中，鹵化錫鈣鈦礦材料因其高X射線衰減吸收系數(shù)、高電荷載流子遷移率、低激子結(jié)合能、高離子遷移活化能而在輻射探測方面展現(xiàn)出巨大的潛力。然而，人們對(duì)鹵化錫鈣鈦礦的輻射探測特性研究較少。

　　
近日，國科大光電學(xué)院孟祥悅副教授課題組及其合作者，選擇了一種有效改善錫基鈣鈦礦薄膜質(zhì)量的添加劑PAI。從而得到了缺陷態(tài)密度低、結(jié)晶度和形貌增強(qiáng)的FASnI3鈣鈦礦薄膜，并通過原位光致發(fā)光熒光光譜測量得到了證實(shí)。得益于高極性和高效介電屏蔽效應(yīng)， FASnI3薄膜還表現(xiàn)出低激子結(jié)合能、高載流子遷移率-壽命乘積和高離子遷移活化能。由此制備的FASnI3鈣鈦礦X射線探測器表現(xiàn)出高靈敏度，同時(shí)還具有7.95 nGyairs-1的超低檢測限。與鹵化鉛鈣鈦礦器件相比，F(xiàn)ASnI3鈣鈦礦X射線探測器具有出色的器件穩(wěn)定性，暗電流漂移受到抑制。此外，在70 nGyairs-1的超低劑量率下也獲得了高對(duì)比度敏感成像。

　　
這項(xiàng)工作為探索用于高靈敏度和高穩(wěn)定性X射線探測的鹵化錫鈣鈦礦提供了新思路。這一成果近期發(fā)表在Laser & Photonics Reviews上，孟祥悅為文章通訊作者，課題組博士研究生王煦為第一作者，化學(xué)所邊洋爽博士為共同第一作者。

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