大連化物所等制備出無金屬鈣鈦礦單晶用于生物友好型X射線探測
【化工儀器網 項目成果】近日，中國科學院大連化學物理研究所太陽能研究部薄膜太陽能電池研究組研究員劉生忠團隊與陜西師范大學教授趙奎合作，在無金屬鈣鈦礦單晶生長及其器件研究中取得進展，制備出高靈敏度無金屬鈣鈦礦單晶X射線探測器。
X射線由于其較強的穿透能力被廣泛應用于醫學成像、安全檢查、工業探傷以及科學研究。近年來，金屬鹵化物鈣鈦礦因其優異性質，例如高X射線消光系數、長載流子擴散距離、輻照穩定、易于合成等，被證實具有優異的X射線探測性能。然而，金屬鹵化物鈣鈦礦大多含有有毒鉛元素，在一定程度上限制了其應用。無金屬鹵化物鈣鈦礦A(NH4)X3因不含有金屬元素，被認為是生物友好型X射線探測的新候選材料。然而，有關此種新型鈣鈦礦的分子組裝行為及其對材料光電特性的影響尚未被探索。
該工作中，科研人員采用簡易的緩慢溶劑揮發法于室溫下生長出高質量、大尺寸DABCO-NH4X3(X=Cl，Br，I)單晶，系統性研究了鹵素調控的分子組裝行為對DABCO基系列無金屬鈣鈦礦晶體結構、能帶結構、力學、電學，以及最終光電性能的影響，并展示出該類單晶在X射線高能輻射探測的優異表現。其中，DABCO-NH4I3單晶X射線探測器獲得了567μC·Gyair-1cm-2的高靈敏度，同時顯示出良好的X射線成像潛力。
相關研究成果以Halide-modulated Self-assembly of Metal-free Perovskite Single Crystals for Bio-friendly X-ray Detection為題，發表在Matter上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金等的支持。
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