主要內容

鈣鈦礦單晶(SC)具有很強的X射線吸收能力和較低的制造成本，有望成為下一代X射線探測材料。然而三維(3D)鈣鈦礦的低電阻率和嚴重的離子遷移會產生高漏電流和響應漂移，以及二維(2D)鈣鈦礦的載流子遷移率和輻射發光(RL)低，導致探測器的響應輸出較低。

在這篇文章中，大連化物所劉生忠、陜西師范大學劉渝城等人通過對3D和2D鈣鈦礦單晶的外延焊接，成功地將3D鈣鈦礦的高載流子遷移率與2D鈣鈦礦的高電阻率及低離子遷移相結合。此外，在形成的3D/2D/3D SC中，3D SC還原了2D SC夾層的輻射發光，從而提高了X射線探測的能量轉換效率。因此，3D/2D/3D SC X射線探測器靈敏度提高了566%，檢測極限為14.2 nGy s^-1。由于3D/2D/3D SC的優異穩定性，探測器在30,000s后仍保持其原始響應。這些特性使探測器在X射線成像中提供13.8 lp mm^-1的高空間分辨率。這項研究為設計穩定、靈敏的X射線探測器提供了新的思路。

文獻信息

Epitaxial Welding of 3D and 2D Perovskite Single Crystals for Direct-Indirect Energy-Conversion X-ray Detection and Imaging

Zeqin Zhao, Jinglu Hao, Binxia Jia, Depeng Chu, Jiacheng Pi, Yunxia Zhang, Shuwan Zai, Yuqian Liang, Yaohui Li, Ziyang Feng, Xiaokai Zheng, Mingyue Wei, Lei Zhao, Ruixin Shi, Shengzhong Frank Liu*, and Yucheng Liu*