金属卤化物钙钛矿已被证明是一种很有前途的X射线探测材料,其中MAPbI3因对X射线的强吸收和可在低温下溶解处理以获得工业级大尺寸单晶,有望用于高性能大面积X射线探测器集成。然而,由于MAPbI3单晶X射线探测器的本征稳定性差、暗电流大、离子迁移严重,其商业化可行性仍然具有挑战性。鉴于此,2025年3月28日陕西师范大学刘渝城&刘生忠于AFM刊发揭示铯在卤化物钙钛矿单晶中的作用,以实现稳定、超灵敏的X射线检测的研究成果,本文设计将无机Cs+离子掺入MAPbI3单晶中,系统地揭示了Cs+对单晶中晶体结构、缺陷态、能带结构、离子迁移和载流子传输的影响。实验结果表明,Cs+离子的掺入降低了缺陷密度,抑制了离子迁移,提高了载流子迁移率,并增加了电阻率。因此,在含有Cs+离子的单晶上制备的探测器表现出49847 µC Gy-1 cm-2的高检测灵敏度,3.1 nGy s-1的低检测限,150 µs的短响应上升时间,以及在连续X射线辐照和偏压下的优异的长期工作稳定性。这些优点的罕见组合使探测器能够实现高清X射线成像,证实了这项工作为设计稳定灵敏的X射线探测器提供了一种新策略。
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