自供電鈣鈦礦X射線探測器由于具有低噪聲、低功耗以及高便攜性和適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)而受到越來越多的關(guān)注。然而,活性層厚度通常會(huì)受到載流子擴(kuò)散長度小的限制,這會(huì)導(dǎo)致低效的X射線衰減,從而導(dǎo)致探測器的靈敏度低。鑒于此,2021年11月20日山大陳召來&陶緒堂團(tuán)隊(duì)及其合作團(tuán)隊(duì)浙大方彥俊團(tuán)隊(duì)于AFM刊發(fā)具有高靈敏度的自供電FA0.55MA0.45PbI3單晶鈣鈦礦 X 射線探測器的研究成果。通過精細(xì)控制晶體厚度和優(yōu)化其載流子傳輸特性,實(shí)現(xiàn)了自供電且高靈敏度的單晶鈣鈦礦X射線探測器。通過兩步晶體生長工藝生長出厚度約為800μm的鈣鈦礦單晶,以實(shí)現(xiàn)能量為80 keV的硬X射線的完全衰減。將甲脒(FA)陽離子加入MAPbI3后,單晶的遷移率-壽命 (μτ) 乘積增加了近一個(gè)數(shù)量級(jí),導(dǎo)致在零偏壓下達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的8.7×104 μC Gyair?1cm?2X射線探測靈敏度。此外,消除外部偏壓和降低陷阱密度削弱了場驅(qū)動(dòng)離子遷移效應(yīng),因此導(dǎo)致檢測限低至27.7nGys-1。這項(xiàng)工作代表了一種實(shí)現(xiàn)具有高靈敏度和低檢測限的自供電鈣鈦礦X射線探測器的有效方法。
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