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儀表網 研發快訊】X射線探測在醫學影像、安檢、工業無損探測等領域應用廣泛。鹵化物鈣鈦礦X射線探測器因具有更大的載流子遷移率-壽命乘積、靈敏度高、檢測下限低等顯著優點而引人矚目, 然而鉛基鈣鈦礦的毒性問題，以及內部離子遷移顯著, 導致其穩定性較差。在無鉛鈣鈦礦材料中，鹵化錫鈣鈦礦材料因其高X射線衰減吸收系數、高電荷載流子遷移率、低激子結合能、高離子遷移活化能而在輻射探測方面展現出巨大的潛力。然而，人們對鹵化錫鈣鈦礦的輻射探測特性研究較少。
近日，國科大光電學院孟祥悅副教授課題組及其合作者，選擇了一種有效改善錫基鈣鈦礦薄膜質量的添加劑PAI。從而得到了缺陷態密度低、結晶度和形貌增強的FASnI3鈣鈦礦薄膜，并通過原位光致發光熒光光譜測量得到了證實。得益于高極性和高效介電屏蔽效應， FASnI3薄膜還表現出低激子結合能、高載流子遷移率-壽命乘積和高離子遷移活化能。由此制備的FASnI3鈣鈦礦X射線探測器表現出高靈敏度，同時還具有7.95 nGyairs-1的超低檢測限。與鹵化鉛鈣鈦礦器件相比，FASnI3鈣鈦礦X射線探測器具有出色的器件穩定性，暗電流漂移受到抑制。此外，在70 nGyairs-1的超低劑量率下也獲得了高對比度敏感成像。
這項工作為探索用于高靈敏度和高穩定性X射線探測的鹵化錫鈣鈦礦提供了新思路。這一成果近期發表在Laser & Photonics Reviews上，孟祥悅為文章通訊作者，課題組博士研究生王煦為第一作者，化學所邊洋爽博士為共同第一作者。
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