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中國科學院大學光電學院孟祥悅課題組在X射線探測器方面取得新進展

2024-11-04 15:08:30中國科學院大學閱讀量:15159 我要評論


  X射線探測在醫學影像、安檢、工業無損探測等領域應用廣泛。鹵化物鈣鈦礦X射線探測器因具有更大的載流子遷移率-壽命乘積、靈敏度高、檢測下限低等顯著優點而引人矚目, 然而鉛基鈣鈦礦的毒性問題,以及內部離子遷移顯著, 導致其穩定性較差。在無鉛鈣鈦礦材料中,鹵化錫鈣鈦礦材料因其高X射線衰減吸收系數、高電荷載流子遷移率、低激子結合能、高離子遷移活化能而在輻射探測方面展現出巨大的潛力。然而,人們對鹵化錫鈣鈦礦的輻射探測特性研究較少。
 
  
       近日,國科大光電學院孟祥悅副教授課題組及其合作者,選擇了一種有效改善錫基鈣鈦礦薄膜質量的添加劑PAI。從而得到了缺陷態密度低、結晶度和形貌增強的FASnI3鈣鈦礦薄膜,并通過原位光致發光熒光光譜測量得到了證實。得益于高極性和高效介電屏蔽效應, FASnI3薄膜還表現出低激子結合能、高載流子遷移率-壽命乘積和高離子遷移活化能。由此制備的FASnI3鈣鈦礦X射線探測器表現出高靈敏度,同時還具有7.95 nGyairs-1的超低檢測限。與鹵化鉛鈣鈦礦器件相比,FASnI3鈣鈦礦X射線探測器具有出色的器件穩定性,暗電流漂移受到抑制。此外,在70 nGyairs-1的超低劑量率下也獲得了高對比度敏感成像。
 
  
       這項工作為探索用于高靈敏度和高穩定性X射線探測的鹵化錫鈣鈦礦提供了新思路。這一成果近期發表在Laser & Photonics Reviews上,孟祥悅為文章通訊作者,課題組博士研究生王煦為第一作者,化學所邊洋爽博士為共同第一作者。
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