江理&华科大：反钙钛矿材料实现稳定X射线探测 |《自然-光子学》论文

卤化物钙钛矿因其高X射线吸收系数、低缺陷态密度和简便的制备工艺，在直接X射线探测领域展现出巨大潜力。然而，同时实现材料的高灵敏度、低暗电流和低检测限仍然具有挑战，其深层原因在于材料的μτ积和电阻率之间存在权衡。

来自江西理工大学和华中科技大学的研究团队构建了一种有机-无机杂化反钙钛矿(2-Habch)3Cl(PtI6)，该材料具有间接跃迁和带缘低轨道对称性，实现了超长的本征寿命，从而打破了这种权衡。(2-Habch)3Cl(PtI6)具有>3 ms的超长载流子寿命，μτ积高达6.25 × 10−3 cm2 V−1，电阻率高达1012Ωcm，优于大部分X射线探测材料。由此开发的X射线探测器同时具有超低暗电流（0.21 nA cm−2）、高灵敏度（1.0 × 104 µC Gyair−1 cm−2）、超低检测限（2.4 nGyair s−1）和优异的运行稳定性（无明显的基线漂移），优于最先进的钙钛矿单晶探测器。这种基于反钙钛矿的X射线探测器几乎在每个性能指标上都表现出色，有望推动新一代X射线探测系统的发展。

论文表1：反钙钛矿结构与载流子寿命表征。

通讯作者：Heng-Yun Ye（江西理工大学）、Guangda Niu（华中科技大学）

第一作者：Lang Liu、Shi-Yu Liu（江西理工大学）

发表日期：2024年8月23日

《自然-光子学》

影响因子：32.3

五年影响因子：35.8

学科排名：1/119，光学；3/179，应用物理学

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