进展一：无铅钙钛矿单晶线性阵列探测器实现高分辨率X射线成像

        原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202310831

        零维Bi基329型卤化物钙钛矿因其强X射线吸收、优异的稳定性、大单晶的可用性和低温溶液加工性而被证明是一种有前途的X射线检测半导体。然而，其较低的迁移率寿命积（μτ）限制了其检测灵敏度的进一步提高。

        基于此，公司钙钛矿材料与器件团队基于第一性原理计算，利用混合卤化物诱导的结构尺寸调控策略设计了一种新型二维Bi基329型卤化物钙钛矿。通过连续供应前驱体溶液，成功地生长了英寸尺寸的高质量单晶。这些单晶具有大的μτ乘积、高电阻率和低离子迁移。使用单晶制备的探测器X射线探测灵敏度高达24,509 μC Gy_air⁻¹ cm⁻²，响应时间为315 μs，检测限低为4.3 nGy s⁻¹，并且具有优异的稳定性。这些性能可以与最好的铅基钙钛矿探测器相媲美。此外，首次使用钙钛矿单晶组装的线性阵列探测器在X射线成像中也展示出10.6 lp/mm的空间分辨率。329型无铅卤化物钙钛矿单晶的高性能与卓越的稳定性相结合，有望推动新一代X射线检测技术的发展。该工作近日发表于国际材料学顶级期刊《Advanced Materials》上。

        进展二：3D-2D钙钛矿单晶外延焊接实现直接-间接能量转换X射线探测成像

        原文链接：https://doi.org/10.1021/acsenergylett.4c00590

        具有强X射线吸收和成本制备的钙钛矿单晶体有望成为下一代X射线探测材料。然而，三维(3D)钙钛矿单晶低的电阻率与严重的离子迁移导致了器件高漏电流和响应漂移，二维(2D)钙钛矿单晶因其低的载流子迁移率和强辐射发光(RL)损失，导致探测器响应电流输出较低、灵敏度较低。

        基于此，公司钙钛矿材料与器件团队成功地将具有高载流子迁移率的3D钙钛矿单晶与具有高电阻率和低离子迁移的二维钙钛矿单晶通过原位外延焊接，得到了3D/2D/3D 钙钛矿单晶。在该单晶中，2D钙钛矿的RL可以完全被3D钙钛矿回收利用，从而增强了X射线检测过程中的能量转换效率。因此，3D/2D/3D 单晶X射线探测器的灵敏度提升了实现了566%，以及具备14.2 nGy s⁻¹的超低检测限。优异的稳定性和高的探测灵敏度使得3D/2D/3D 单晶X射线探测器实现了分辨率为13.8 lp mm⁻¹的X射线成像。该研究为设计稳定、灵敏的X射线探测器提供了一种新的策略。该工作近日发表于国际知名期刊《ACS Energy Letters》上。

        两项工作均得到了国家自然科学基金、中国博士后创新人才计划、中国陕西省重点研究与发展计划、中国博士后科学基金、中央高校科研基金，英国威廉希尔公司官网优青项目、威廉希尔创新团队专项基金、陕西省科协青年人才基金和111项目等的支持。论文第一作者分别为西安邮电大学张云霞副教授和公司硕士研究生赵泽秦，通讯作者为公司刘渝城研究员和刘生忠教授。

撰稿：赵泽秦 刘渝城  审核：刘治科