零维非铅钙钛矿单晶研制成功

 
 
零维非铅钙钛矿单晶研制乐成  
 

克日，中科院大连化学物理研究所刘生忠研究员团队与陕西师范大学刘渝城博士、徐卓博士、杨周博士等相助，基于连年在高质量大尺寸钙钛矿单晶发展的技能积聚和完备的科研平台，乐成设计、集成了大尺寸零微布局非铅（类）钙钛矿单晶高机能X射线成像器件。相关成就颁发在《物质》上。

钙钛矿质料是连年成长最快也是最热门的半导体质料之一。与钙钛矿微晶薄膜对比，低缺陷态、高迁移率和更不变的大尺寸钙钛矿单晶更合用于X射线等高能辐射探测。今朝，已经有几种三维/二维(3D/2D)钙钛矿单晶质料被用于X射线探测器，但存在许多不敷。一是三维钙钛矿单晶具有高迁移率和大载流子扩散长度以及较高的载流子浓度，使得光电器件泛起很高的暗电流。二是三维钙钛矿内部离子容易迁移，在高电场下离子迁移异常明明，导致探测器在事情状态下不足不变，器件信噪比低，基线漂移严重，响应不不变，甚至器件自己都容易损坏。

如何得到高质量、大尺寸的钙钛矿单晶，以及代替高毒性铅元素而不牺牲光电机能，是该规模的较浩劫题。

研究人员回收低温溶液发展计策，乐成制备了大尺寸零维布局铋基钙钛矿（CH3NH3）3Bi2I9 (MA3Bi2I9)单晶。试验证明，该单晶具有很高的X射线接收率、很低的缺陷态密度、低离子迁移率、高体电阻率以及很好的情况不变性等。在MA3Bi2I9单晶上设计制备集成的X射线探测器表示出优异的机能。在60 Vmm-1的电场下，探测器的敏捷度到达1947.3 μCGyair-1cm-2，检测限低于83 nGyairs-1，远低于通例医疗诊断

剂量尺度(5.5 μGyairs-1)。另外，MA3Bi2I9单晶X射线探测器的基线漂移率为5.0×10-10 nAcm-1s-1V-1，比三维布局的MAPbI3钙钛矿单晶低7个数量级(2.0×10-3 nAcm-1s-1V-1)，担保了器件很好的事情不变性和高信噪比，从而实现了高敏捷不变的X射线成像。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.04.017

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