[发明专利]一种Bi(I1-x

说明书

本发明涉及一种Bi(I_1‑xBr_x)₃单晶及其制备方法和用途。所述方法以不同摩尔比的BiI₃和BiBr₃为原料在氩气环境下混合，在密封的真空石英管中以单温区管式炉加热使之反应，水冷后即可于管底、管壁及管堵处得到高质量、大尺寸单晶Bi(I_1‑xBr_x)₃。本发明所述的制备方法简单且易于操作，工艺难度较低，便于推广，能够得到不同Br掺杂比例的高质量单晶Bi(I_1‑xBr_x)₃。以此方法制备的单晶Bi(I_1‑xBr_x)₃具有杂质含量少、高光吸收强度和稳定光响应能力等优异性能，在光电探测器领域具有极大的潜在应用价值。

技术领域

本发明具体涉及一种Bi(I_1-xBr_x)₃及其制备方法和在光电探测器中的应用，属于光电探测测量技术领域。

背景技术

半导体光电探测器一般是在半导体表面镀上电极，构成金属-半导体-金属结构的光电探测器。光电探测器可通过光导电效应、光热效应、等离子体波辅助机制等多种传感效应将光信号转换电信号。目前应用比较广泛的半导体辐射探测器有Ge探测器、Si基探测器、砷化镓探测器、氮化硼、锑化铟探测器、碲化镉探测器、钙钛矿探测器、溴化铊和含碘半导体探测器等。其中重金属碘化物例如碘化汞、碘化铅、碘化铋，由于密度大，原子序数高，带隙大适用于做辐射探测器，但具有毒性，对实际应用具有很大限制。

CN114560500A公开了一种非铅钙钛矿材料及其制备方法和应用。该非铅钙钛矿材料的结构通式为Cs₃Sb_2-xBi_xA_9-yB_y，其中，A、B为F、Cl、Br或I；且A和B不相同，0＜x≤0.8，0＜y≤5。材料中还可以含有添加剂。所述的制备方法中，通过溶液法结合低压辅助处理的方法，实现致密平整的高质量非铅钙钛矿薄膜的制备。该制备方法高效、制备工艺简单、制备的材料低毒、稳定性好，基于得到的非铅钙钛矿材料可用于太阳能电池、光电探测器以及辐射探测器等诸多光电功能器件领域。其仍需掺杂Cs和Sb。

CN110230103A公开了一类零维铋基碘化物R₃Bi₂I₉钙钛矿单晶材料，所述材料(Bi₂I₉)^3-单元被有机离子R+包围进而形成三维空间内点状不连续分布。还涉及所述材料的制备方法，以及此类材料在X射线探测器中的应用。提供了一类环境友好、稳定性高的零维结构铋基钙钛矿单晶新材料。得益于材料的高稳定性、对X射线的高衰减系数等优势，所制备的探测器耐辐照性能好，对剂量率仅为182nGy_air s^-1的X射线具有很好的信号响应，远低于常规医学诊断要求的5.5μGy_air s^-1。其中，(Bi₂I₉)^3-单元周围的有机离子R+为C_nH_2n+1NH₃⁺(1≤n≤5)，C_nH_2n+1C(＝NH)NH₂⁺(0≤n≤5)，C₆H₅C_nH_2n+1NH₃⁺(1≤n≤4)，C₆H₅C_nH_2n+1C(＝NH)NH₂⁺(0≤n≤4)中的一种或者多种混合。其必须采用有机离子。