近日，我院张云霞副教授作为第一作者在国际顶级期刊《先进材料》(Advanced Materials，影响因子29.4)上发表了题为“Lead-Free Perovskite Single Crystal Linear Array Detector for High-Resolution X-Ray Imaging”的研究论文。我校教师为论文第一作者，西安邮电大学为第一署名单位。
零维铋基329型卤化物钙钛矿材料因其X射线吸收系数高、稳定性好、以及可低温溶液创制等优势有望显著降低高性能X射线探测器的开发成本。然而，其特殊的零维结构限制了其载流子迁移率寿命积（μτ），从而阻碍了其X射线检测灵敏度的进一步提高。鉴于此，本研究基于第一性原理进行计算，利用混合卤化物诱导的结构尺寸调控策略设计了一种新型二维铋基329型卤化物钙钛矿（MA3Bi2I6Br3和MA3Bi2I3Br6）。通过在流动液相反应体系中，成功地生长了厘米级尺寸的高质量单晶，在分析测试中表现出高μτ值、高电阻率和低离子迁移等优良性能。利用MA3Bi2I6Br3单晶设计制备的X射线探测器灵敏度高达24509 μC Gyair−1cm−2，响应时间为315 μs，检测限低至4.3 nGy s−1，并具有优异的稳定性。此外，本研究首次在单晶上组装了线阵探测器，显示了10.6 lp/mm的高空间分辨率。这些性能参数达到了已知非铅钙钛矿探测器的最优值，可与铅基钙钛矿探测器相媲美。这种新型的二维铋基卤化物钙钛矿单晶结合了高性能参数与优异的稳定性，有望推动新一代X射线检测技术的发展。
非铅钙钛矿单晶线阵X射线探测成像
该研究得到了国家自然科学基金项目、国家博士后创新人才资助计划、陕西省重点研发计划、陕西省自然科学基金等项目的资助和支持。《先进材料》是工程技术领域影响力最高的学术期刊之一，主要报道材料科学、微纳光电子学和信息科学的前沿进展。
作者简介：
张云霞，博士，副教授，毕业于陕西师范大学。2021年入职西安邮电大学太阳集团tyc5997，主要从事新型光电晶体材料低温溶液制备及结晶过程研究、光电探测及辐射探测研究。主持国家自然科学基金青年项目1项，陕西省自然科学基金1项、陕西省教育厅专项科研计划项目1项，在Nature Communications、Advanced Materials、Advanced Functional Materials等材料学顶级期刊发表论文20余篇。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202310831
