X射线探测在医学影像、安检、工业无损探测等领域应用广泛。卤化物钙钛矿X射线探测器因具有更大的载流子迁移率-寿命乘积、灵敏度高、检测下限低等显著优点而引人瞩目, 然而铅基钙钛矿的毒性问题，以及内部离子迁移显著, 导致其稳定性较差。在无铅钙钛矿材料中，卤化锡钙钛矿材料因其高X射线衰减吸收系数、高电荷载流子迁移率、低激子结合能、高离子迁移活化能而在辐射探测方面展现出巨大的潜力。然而，人们对卤化锡钙钛矿的辐射探测特性研究较少。
近日，国科大光电学院孟祥悦副教授课题组及其合作者，选择了一种有效改善锡基钙钛矿薄膜质量的添加剂PAI。从而得到了缺陷态密度低、结晶度和形貌增强的FASnI3钙钛矿薄膜，并通过原位光致发光荧光光谱测量得到了证实。得益于高极性和高效介电屏蔽效应， FASnI3薄膜还表现出低激子结合能、高载流子迁移率-寿命乘积和高离子迁移活化能。由此制备的FASnI3钙钛矿X射线探测器表现出高灵敏度，同时还具有7.95 nGyairs-1的超低检测限。与卤化铅钙钛矿器件相比，FASnI3钙钛矿X射线探测器具有出色的器件稳定性，暗电流漂移受到抑制。此外，在70 nGyairs-1的超低剂量率下也获得了高对比度敏感成像。
这项工作为探索用于高灵敏度和高稳定性X射线探测的卤化锡钙钛矿提供了新思路。这一成果近期发表在Laser & Photonics Reviews上，孟祥悦是文章的通讯作者，课题组博士研究生王煦为文章第一作者，化学所边洋爽博士为共同第一作者。
论文信息：
Suppressed Ion Migration in Tin Halide Perovskites for Stable X‐Ray Detectors with Low Dark Current Drift
Xu Wang, Yangshuang Bian, Hao Wang, Junfang Wang, Tianhua Liu, Hongbin Xiao, Yunlong Guo, Wenjuan Wei, Yang (Michael) Yang, Xiangyue Meng
Laser & Photonics Reviews
DOI: 10.1002/lpor.202401310
