Undersøgelse finder, at CsPbBr₃ udfaset perovskit hjælper meget følsom røntgendetektion

En nylig undersøgelse udført af forskerholdet ved Hefei Institutes of Physical Science ved det kinesiske videnskabsakademi har introduceret en ny metode til at forbedre røntgendetektion ved at inkorporere udfase CsPb₂ Br₅ perovskite til CsPbBr₃ bulkmateriale.

"Vi opnåede en rigtig god følsomhed til at detektere røntgenstråler (2,58×10 ⁵ μC Gyair-1 cm ^-2 ), og en lav detektionsgrænse (127,9 nGy_luft ^-1 )," sagde prof. Pan Xu, der ledede holdet, "Vi integrerede også denne teknik med en tyndfilmstransistor (TFT) plade til at lave røntgenbilleder."

De relevante resultater blev offentliggjort i Advanced Functional Materials .

Metalhalogenidperovskit er et lovende materiale til at detektere ting som røntgenstråler, der tilbyder bedre følsomhed og opløsning end traditionelle detektorer. Uorganisk perovskit CsPbBr₃ har fremragende miljøstabilitet og enestående højtemperatur-plasticitet, hvilket gør den særlig fordelagtig til røntgendetektor- og billedbehandlingsapplikationer.

Men laver enkeltkrystal CsPbBr₃ er vanskelig og dyr, og polykrystallinsk CsPbBr₃ enheder har lav elektronmobilitet, hvilket begrænser deres brug i visse billeddannelsessystemer.

I denne undersøgelse udviklede forskere en ny metode kaldet Out-of-Phase Articulation Strategy (OPAS). De brugte OPAS til at kombinere et særligt materiale kaldet CsPb₂ Br₅ med et andet materiale kaldet CsPbBr₃ . De lavede en blanding af disse materialer ved hjælp af en teknik kaldet højenergi mekanisk kuglefræsning. Tilføjelse af CsPb₂ Br₅ sænkede ikke den nuværende basislinje.

I stedet var det med til at fremskynde bevægelsen af ​​elektroner og huller, som er vigtige for at opdage røntgenstråler. Denne forbedring var mulig, fordi CsPb₂ Br₅ skabte stier for elektronerne og hullerne til at bevæge sig lettere inden for CsPbBr₃ . Ved at bruge denne metode opnåede de høj følsomhed og rumlig opløsning til detektering af røntgenstråler uden at skulle bruge meget spænding.

Derudover har forskerne sammensat CsPb₂ Br₅ /CsPbBr₃ på TFT-backplanes for at realisere multi-pixel røntgenoverflade-array-billeddannelse. Dette beviste, at CsPbBr₃ materiale kan bruges til billeddannelse.

"Det giver os også et nyt materialesystem og designkoncept til brug af chalcocit i røntgenbilleder," tilføjede Ye.

Dette arbejde viser, at perovskiter med introduktionen af ​​en 2D-fase udviser bærertransporteffekt og god langtidsstabilitet, hvilket gør dem til lovende kandidater til kommerciel brug.

Flere oplysninger: Changmao Wan et al., Out-Of-Phase Articulation Strategy of CsPbBr3/CsPb2Br5 Perovskite for High Sensitivity X-Ray Detection, Avancerede funktionelle materialer (2024). DOI:10.1002/adfm.202401220

Journaloplysninger: Avancerede funktionelle materialer

Leveret af Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences