【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，中科院合肥物質(zhì)院固體所潘旭研究員團(tuán)隊(duì)與中國(guó)工程物理研究院鄭霄家研究員等合作在鈣鈦礦材料的新應(yīng)用—— X射線(xiàn)直接探測(cè)及成像領(lǐng)域中取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在 ACS Nano 上。
 

　　鹵化物鈣鈦礦材料具有優(yōu)異的光電性能，在X射線(xiàn)直接探測(cè)方面具有很大的應(yīng)用潛力，與目前商用探測(cè)器材料相比，其靈敏度和檢測(cè)下限提升了多個(gè)數(shù)量級(jí)，有望大幅降低射線(xiàn)成像中輻射劑量率。鈣鈦礦晶圓相較于薄膜、單晶器件具有高度可擴(kuò)展性并易于制備，使其成為X射線(xiàn)檢測(cè)和陣列成像應(yīng)用中最有前景的候選者。然而，多晶晶圓的制備過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生大量的晶界和孔隙，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的離子遷移并進(jìn)一步引起器件不穩(wěn)定和電流漂移，嚴(yán)重限制了探測(cè)器的成像分辨率和未來(lái)的商業(yè)化應(yīng)用。
 

　　鑒于此，研究人員發(fā)現(xiàn)一維 (1D) δ相甲脒碘化鉛 (δ-FAPbI3)具有高離子遷移能壘、低楊氏模量和優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，是高性能 X射線(xiàn)探測(cè)的理想候選材料，并且通過(guò)冷等靜壓工藝制備的致密晶圓器件能夠?qū)崿F(xiàn)高靈敏度和低檢測(cè)限的 X射線(xiàn)探測(cè)。此外，研究人員進(jìn)一步制作了在薄膜晶體管 (TFT)背板上集成大尺寸 δ-FAPbI3晶圓的 X射線(xiàn)成像儀， 實(shí)現(xiàn)了二維多像素 X射線(xiàn)成像，證明了 δ-FAPbI3晶圓探測(cè)器超穩(wěn)定成像應(yīng)用的可行性。
 

　　該研究為鈣鈦礦應(yīng)用于X射線(xiàn)成像提供了一種新的設(shè)計(jì)思路和材料選擇體系，并有望實(shí)現(xiàn)未來(lái)商業(yè)化應(yīng)用。
 

　　該研究第一作者為固體所博士研究生汪子涵，通訊作者為潘旭研究員、葉加久博士后。該工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、安徽省杰出青年基金等項(xiàng)目的支持。
 

　　圖 . (a)14×14像素晶圓探測(cè)器； (b, c)明暗態(tài)圖譜； (d) 3×3 cm δ-FAPbI3晶圓； (e) 64×64像素 TFT背板微結(jié)構(gòu)； (f) X射線(xiàn)成像過(guò)程示意圖； (g)平板 X射線(xiàn)成像探測(cè)器； (h) X射線(xiàn)成像。