von Ye Jiajiu und Zhao Weiwei, Hefei Institutes of Physical Science, Chinesische Akademie der Wissenschaften
Eine kürzlich vom Forschungsteam der Hefei Institutes of Physical Science der Chinesischen Akademie der Wissenschaften durchgeführte Studie hat eine neue Methode zur Verbesserung der Röntgenerkennung durch den Einbau von phasenverschobenem CsPb2Br5-Perowskit in CsPbBr3-Massenmaterial vorgestellt.
„Wir haben eine wirklich gute Empfindlichkeit für die Erkennung von Röntgenstrahlen (2,58×105 μC Gyair-1 cm-2) und eine niedrige Nachweisgrenze (127,9 nGyair-1) erreicht“, sagte Prof. Pan Xu, der das Team leitete, „Wir integrierte diese Technik auch mit einer Dünnschichttransistorplatte (TFT), um Röntgenbilder zu erstellen.“
Die entsprechenden Ergebnisse wurden in veröffentlicht Fortschrittliche Funktionsmaterialien.
Metallhalogenid-Perowskit ist ein vielversprechendes Material zum Nachweis von Röntgenstrahlen und bietet eine bessere Empfindlichkeit und Auflösung als herkömmliche Detektoren. Der anorganische Perowskit CsPbBr3 verfügt über eine hervorragende Umweltstabilität und eine einzigartige Hochtemperaturplastizität, was ihn besonders vorteilhaft für Röntgendetektor- und Bildgebungsanwendungen macht.
Die Herstellung von einkristallinem CsPbBr3 ist jedoch schwierig und teuer, und polykristalline CsPbBr3-Geräte weisen eine geringe Elektronenmobilität auf, was ihre Verwendung in bestimmten Bildgebungssystemen einschränkt.
In dieser Studie entwickelten Wissenschaftler eine neue Methode namens Out-of-Phase Articulation Strategy (OPAS). Mithilfe von OPAS kombinierten sie ein spezielles Material namens CsPb2Br5 mit einem anderen Material namens CsPbBr3. Sie stellten eine Mischung dieser Materialien mithilfe einer Technik her, die als hochenergetisches mechanisches Kugelmahlen bezeichnet wird. Durch das Hinzufügen von CsPb2Br5 wurde die aktuelle Grundlinie nicht verringert.
Stattdessen trug es dazu bei, die Bewegung von Elektronen und Löchern zu beschleunigen, die für den Nachweis von Röntgenstrahlen wichtig sind. Diese Verbesserung war möglich, weil CsPb2Br5 Wege für die leichtere Bewegung von Elektronen und Löchern innerhalb von CsPbBr3 schuf. Mit dieser Methode erreichten sie eine hohe Empfindlichkeit und räumliche Auflösung für die Detektion von Röntgenstrahlen, ohne dass viel Spannung erforderlich war.
Darüber hinaus haben die Forscher CsPb2Br5/CsPbBr3 auf TFT-Backplanes zusammengebaut, um eine Multipixel-Röntgenoberflächen-Array-Bildgebung zu realisieren. Dies bewies, dass CsPbBr3-Material für die Bildgebung verwendet werden kann.
„Es gibt uns außerdem ein neues Materialsystem und Designkonzept für die Verwendung von Chalkosin in der Röntgenbildgebung“, fügte Ye hinzu.
Diese Arbeit zeigt, dass Perowskite mit der Einführung einer 2D-Phase einen Trägertransporteffekt und eine gute Langzeitstabilität aufweisen, was sie zu vielversprechenden Kandidaten für die kommerzielle Nutzung macht.
Mehr Informationen:
Changmao Wan et al., Out-Of-Phase-Artikulationsstrategie von CsPbBr3/CsPb2Br5-Perowskit für hochempfindliche Röntgendetektion, Fortschrittliche Funktionsmaterialien (2024). DOI: 10.1002/adfm.202401220
Bereitgestellt von den Hefei Institutes of Physical Science der Chinesischen Akademie der Wissenschaften