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Narture顶流钙钛矿!北大深研院开发用于合成钙钛矿厚膜的ALS工艺

olivia chan

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医用X射线计算机断层扫描需要低剂量率和大面积成像。半导体可以直接进行X射线检测,具有空间分辨率高、X射线转换效率高的优点。这种直接转换X射线探测器的性能主要取决于作为有源层的半导体材料。它能将X射线辐射直接转换为电信号,然后传输到读出电路。要把一个有前途的半导体材料变成一个高性能的X射线检测器,前提是要制造一个高质量的薄膜或晶体:其厚度足以吸收X射线,拥有适当的性能,并与电子读出电路的装备高度兼容。学界已发现卤化物钙钛矿具有用于X射线检测的巨大潜力,但当前面临缺乏大规模生产高质量厚钙钛矿膜的低成本方法的难题。

日前,北京大学深圳研究生院化学生物学与生物技术学院、中山大学电子与信息技术学院以及中国科学院深圳先进技术研究所合作发明了一种气溶胶-液体-固体(ALS)工艺来大规模制作大面积钙钛矿薄膜。

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(图片摘自论文)

研究演示并阐明了一种气溶胶-液体-固体(ALS)工艺,可用于直接转换X射线探测器的钙钛矿卤化物薄膜的一般合成。这种方法可以在从导电玻璃到薄膜晶体管读数的基板上制造具有不同的成分(有机-无机杂化钙钛矿,全无机钙钛矿)和不同尺寸的高质量的钙钛矿薄膜。钙钛矿薄膜是垂直整体的,其厚度可精细控制在1μm至1 mm以下。ALS工艺已被阐明为一种从气溶胶到液体再到固体的流线型循环过程,无缝地维持了钙钛矿薄膜的生长。这解释了钙钛矿薄膜生长方法的普遍性和可控性。使用该薄膜,研究团队能够制造出灵敏度高达1.48×105μC Gyair-1 cm-2的直接转换X射线探测器,实现了令人印象深刻的X射线成像。

研究进一步证明了这些薄膜的高分辨率放射成像能力,为卤化物过氧化物在辐射探测器中的大规模应用奠定了基础。

该研究成果以论文形式在线发表于Matter期刊上,题为“An aerosol-liquid-solid process for the general synthesis of halide perovskite thick films for direct-conversion X-ray detectors

论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.matt.2021.01.020


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