[发明专利]一种钙钛矿晶体、其制备方法及X射线探测器

说明书

本发明公开了一种钙钛矿晶体、其制备方法及X射线探测器。本发明提供了一种钙钛矿晶体；其中，所述的钙钛矿晶体包括：钙钛矿单晶和钝化层；其中，所述的钝化层为由钙钛矿单晶的表面缺陷与A¹X¹结合所形成的结构；且所述钙钛矿晶体不含未与所述钙钛矿单晶的表面缺陷结合的A¹X¹。本发明对钙钛矿晶体表面进行钝化改性处理。通过钝化改性处理提高了钙钛矿晶体的离子激活能，改善了离子移动现象，降低了器件暗电流；同时制备出钙钛矿单晶共平面结构的高效X射线辐射探测器；其具有高灵敏度与低检测限，并实现了精细的X射线成像以及线阵列成像。

技术领域

本发明属于钙钛矿辐射探测器技术领域，具体涉及一种钙钛矿晶体、其制备方法及X射线探测器。

背景技术

高性能的X射线探测器在很多领域都有重要应用，比如在医学成像、安全监控、物质分析以及科学实验等。尤其在医学成像方面已经被广泛应用，但是高剂量的X射线会对人体造成一定不可逆转的损伤，这就要求所使用的X射线探测器具有高的灵敏度能够在更低的剂量下进行成像。无定型硒是近几十年来应用最广泛的直接转换型X射线探测器。但是基于这种材料的探测器灵敏度低以至于无法实现低辐射剂量下的精准成像，这主要是由于其较低的原子序数以及小的载流子迁移寿命积。

在过去十几年中，有机无机卤素钙钛矿发展非常迅速，尤其是在太阳能电池、发光二极管、光电探测器等。而钙钛矿材料也被证实了是一种新型的X射线辐射探测器，相比传统的硅基、硒基等X射线辐射探测器，钙钛矿材料具有更高的原子序数、更低的陷阱密度以及更大的载流子迁移寿命积，同时钙钛矿材料的制备成本较低。这些性质为获得一个高灵敏度低成像剂量提供了可靠前提。

目前基于钙钛矿材料制备的最优秀的X射线探测器最低的检测限为0.62nGy_airs^-1。且目前所有钙钛矿基的X射线探测器都是三明治结构，很少有报道共平面结构的钙钛矿X射线探测器，这种共平面结构的主要优势是将光敏过程与电荷的传输过程分离，使得收集效率不依赖活性层的厚度。但是钙钛矿的材料属于离子型晶体，在施加外加电场情况下容易发生离子迁移，离子迁移会导致器件暗电流漂移，造成信号的读取困难，同时也会产生陷阱甚至材料分解降低器件效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中钙钛矿的不足，而提供了一种钙钛矿晶体、其制备方法及X射线探测器。本发明对钙钛矿单晶表面进行钝化改性处理。通过钝化改性处理提高了单晶的离子激活能，改善了离子移动现象，降低了器件暗电流；同时制备出钙钛矿单晶共平面结构的高效X射线辐射探测器。这是本领域内目前实现最低检测限的X射线辐射探测器，并实现了精细的X射线成像以及线阵列成像。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的。

本发明提供了一种钙钛矿晶体，其中，所述的钙钛矿晶体包括：钙钛矿单晶和钝化层；

其中，所述的钝化层为由所述钙钛矿单晶的表面缺陷与A¹X¹结合所形成的结构；

且所述钙钛矿晶体不含未与所述钙钛矿单晶的表面缺陷结合的(过量)A¹X¹(即掺杂层)；