研究发现CsPbBr₃异相钙钛矿有助于高灵敏度的X射线检测

中国科学院合肥物质科学研究院研究小组最近进行的一项研究，介绍了一种通过将异相CsPb2Br5钙钛矿掺入CsPbBr3块体材料来增强X射线探测的新方法。

“我们在检测 X 射线方面取得了非常好的灵敏度（2.58×105 μC Gyair-1 cm-2），并且检测限较低（127.9 nGyair-1），”领导该团队的潘旭教授说，“我们还将这项技术与薄膜晶体管 (TFT) 板集成起来以制作 X 射线图像。”

相关成果发表在《先进功能材料》上。

金属卤化物钙钛矿是一种很有前景的材料，可用于探测 X 射线等物体，比传统探测器具有更好的灵敏度和分辨率。 无机钙钛矿CsPbBr3具有优异的环境稳定性和独特的高温可塑性，使其特别有利于X射线探测器和成像应用。

然而，制造单晶 CsPbBr3 既困难又昂贵，而且多晶 CsPbBr3 器件的电子迁移率较低，限制了它们在某些成像系统中的使用。

在这项研究中，科学家开发了一种称为异相发音策略（OPAS）的新方法。 他们使用 OPAS 将一种名为 CsPb2Br5 的特殊材料与另一种名为 CsPbBr3 的材料结合起来。 他们使用一种称为高能机械球磨的技术将这些材料制成混合物。 添加 CsPb2Br5 并没有降低当前基线。

相反，它有助于加速电子和空穴的运动，这对于探测 X 射线非常重要。 这种改进是可能的，因为 CsPb2Br5 为电子和空穴在 CsPbBr3 内更容易移动创造了通道。 使用这种方法，他们无需大量电压即可实现检测 X 射线的高灵敏度和空间分辨率。

此外，研究人员将CsPb2Br5/CsPbBr3放在TFT背板上，实现多像素X射线面阵列成像。 这证明CsPbBr3材料可以用于成像。

“它还为我们提供了在 X 射线成像中使用辉铜矿的新材料系统和设计理念，”叶补充道。

这项工作表明，引入二维相的钙钛矿表现出载流子传输效应和良好的长期稳定性，使其成为商业用途的有希望的候选者。