[发明专利]基于钙钛矿材料的X射线探测器及其制备方法

说明书

本发明一种基于钙钛矿材料的X射线探测器及其制备方法，所述方法包括：步骤1，按照摩尔比为3：2称取AI和BI₃原料，溶于有机溶剂中，得到混合前驱体液；其中，AI为CsI，CH₃NH₃I或RbI；BI₃为BiI₃或SbI₃；步骤2，将混合前驱体液密封，加热到60‑100℃，保持2～48小时，使其达到充分的溶解平衡后取上清液，得到前驱体的完全饱和溶液；步骤3，将前驱体的完全饱和溶液置于比步骤2中加热终止温度低的环境温度下，以小于5℃/day的速度逐渐升温，直至晶体析出，温度继续增加最多10℃后停止升温，得到A₃B₂I₉钙钛矿单晶；步骤4，将单晶晶体取出并烘干；步骤5，在单晶晶体表面蒸镀叉指金属电极。

技术领域

本发明涉及半导体X射线探测器领域，具体为基于钙钛矿材料的X射线探测器及其制备方法。

背景技术

半导体辐射探测器凭借能量分辨率高，探测效率高，阻止本领大等优点已经广泛应用于国防军事，医疗卫生，公共安全，高端工业，科学研究等行业。其中，用于放射性射线探测的半导体探测器是通过直接将吸收的射线能量转化为电子-空穴对，在外电场的作用下漂移而输出信号。在实际应用中，根据不用的应用选择不同的半导体作探测器的吸光层材料。目前在医疗领域，数字医学成像已经成为当下医学诊断治疗中很重要的部分。近年来，X射线平板探测器(FPD)因其优异的成像性能收到广泛的关注和研究。X射线平板探测器分为直接型和间接型两种，相较而言，直接型平板探测器具有更好的空间分辨力，更简单的系统装置。以α-Se、Si和CdZnTe为光吸收层的直接型X射线平板探测器已经实现商业化应用。但是，这些材料仍然存在问题，比如制备工艺复杂，价格昂贵，材料原子序数小从而导致灵敏度不高，检测剂量不够低等。因此，开发新的对X射线具有更高的灵敏度和更低的检测限的半导体材料是非常迫切且有必要的。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于钙钛矿材料的X射线探测器及其制备方法，基于A₃B₂I₉型钙钛矿单晶，制备方法简单，无毒无污染，成本低，得到的半导体X射线探测器，高检测灵敏度，低检测限，高稳定性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

基于钙钛矿材料的X射线探测器，包括作为吸光层的A₃B₂I₉型钙钛矿材料以及在其一侧表面设置的电极。

优选的，所述的A₃B₂I₉型钙钛矿材料中，A为CH₃NH₃⁺，Cs⁺或Rb⁺；B为Bi³⁺或Sb³⁺。

优选的，所述的A₃B₂I₉型钙钛矿材料为A₃B₂I₉型单晶材料。

优选的，所述的电极为金属叉指电极。

进一步，所述的电极为金电极或铜电极。

基于钙钛矿材料的X射线探测器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按照摩尔比为3：2称取AI和BI₃原料，溶于有机溶剂中，得到混合前驱体液；其中，AI为CsI，CH₃NH₃I或RbI；BI₃为BiI₃或SbI₃；