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刘生忠教授团队在高温下稳定工作的钙钛矿单晶X射线探测器研究取得重要进展

  编辑:      发布时间: 2019-05-17 09:07:08     部门: 材料科学与工程学院    

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近日,材料科学与工程学院刘生忠教授团队利用全无机Cs3Bi2I9单晶成功研制了在高温下稳定工作的钙钛矿单晶X射线探测器。全无机Cs3Bi2I9单晶的具有热稳定性好(550 °C不分解)、不含有高毒性铅、低离子迁移率和高体电阻率等特点,很好的解决了上述问题。但是Cs3Bi2I9的结构为缺陷型钙钛矿,它在低温溶液中一旦达到临界点,极易成核,另外在优势晶核的条件下,它也会继续大量成核,难以控制。因此,低温溶液法生长大尺寸高质量的Cs3Bi2I9晶体成了当今研究的难题。针对这一难点,刘生忠教授研究团队开发了一种成核控制的低温溶液法来培养大尺寸的Cs3Bi2I9钙钛矿单晶。利用该技术,成功获得厘米级大小的高质量单晶。更重要的是,由于Cs3Bi2I9单晶具有高的X射线吸收效率,低的缺陷态密度和离子迁移率,以及低的噪声电流等优势,因此使用Cs3Bi2I9单晶制备的探测器对X射线表现出较高的探测性能。在50 V mm-1的电场强度下,Cs3Bi2I9单晶X射线探测器的灵敏度达到1652.3 μC Gyair-1 cm-2,检测限为130 nGyair s-1。由于该器件具有超稳定的基线和输出信号,从而展现出优异的成像能力。此外,Cs3Bi2I9丹麦28单晶优异的热稳定性保证了该单晶X射线探测器在100 °C高温下也可以稳定的工作。

相关研究成果以题为“Nucleation-controlled growth of superior lead-free perovskite Cs3Bi2I9single-crystals for high-performance X-ray detection”发表在《Nature Communications》上。材料科学与工程学院博士研究生张云霞和刘渝城为论文的并列第一作者,刘生忠教授为通讯作者。

lunwenlianjie:

原来名称也丢了

基于Cs3Bi2I9单晶的X射线探测器

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