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新结构钙钛矿单晶制备成功 X射线成像更灵敏

仪表研发 2020年06月11日 09:58:15 来源:仪器网人气:2701
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  【仪表网 仪表研发】钙钛矿材料是目前备受关注的半导体材料,在光伏电池的研究中有着重要的地位。钙钛矿材料在太阳能电池中的应用基础是其晶体结构带来的良好的吸光性和电催化性等理化性质。这些特性不仅让钙钛矿太阳能电池成为光伏电池研究的热点,也让钙钛矿材料成为X射线等高能辐射探测技术的突破方向之一。
 
  光伏电池研究中利用的材料是钙钛矿微晶薄膜,而X射线探测器用到的则是大尺寸钙钛矿单晶。与微晶薄膜相比,钙钛矿单晶具有低缺陷态、高迁移率和更稳定的特点,而且制备成本也较低,因此在高能X射线的探测领域越来越受重视。
 
  已经应用于X射线探测器的钙钛矿单晶材料存在着暗态电流大、器件信噪比低、基线漂移严重等问题。目前,已经有许多关于钙钛矿单晶X射线探测器的研究成果尝试解决这些问题。例如,优化降温结晶方法制备二维钙钛矿(BDA)PbI4单晶、利用成核控制的低温溶液法培养大尺寸Cs3Bi2I9钙钛矿单晶等。
 
  近日,中国科学院大连化学物理研究所刘生忠团队与陕西师范大学博士刘渝城、徐卓、杨周等合作,在钙钛矿单晶X射线探测器领域有了新的成果,成功设计、集成了大尺寸零微结构非铅(类)钙钛矿单晶高性能X射线成像器件。该团队采用低温溶液生长策略,顺利制备出大尺寸零维结构铋基钙钛矿(CH3NH3)3Bi2I9(MA3Bi2I9)单晶。
 
  试验表明,MA3Bi2I9单晶不仅质量高、尺寸大,还解决了钙钛矿单晶制备取代高毒性铅元素而不牺牲光电性能的难题。在此基础上设计制备集成的X射线探测器具有很好的工作稳定性和高信噪比,可以实现高灵敏稳定的X射线成像,有助于推动钙钛矿材料在X射线探测方面的应用。
 
  作为一种无损检测方式,X射线成像在医疗诊断、工业无损检测、安检等领域有着广泛的应用。然而X射线成像的核心——X射线探测器普遍存在制备温度高、工艺复杂、成本高等问题,制约了X射线成像的进一步推广,钙钛矿单晶就是解决这个问题较好的方案。钙钛矿单晶的研究进展不仅提高了X射线探测器的灵敏度,还可以降低成本,为X射线探测器的发展做出重要的贡献。
 
  资料来源:中科院
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