Une étude révèle que la pérovskite déphasée CsPbBr₃ facilite la détection de rayons X très sensible

Une étude récente menée par l’équipe de recherche des instituts Hefei des sciences physiques de l’Académie chinoise des sciences a introduit une nouvelle méthode pour améliorer la détection des rayons X en incorporant de la pérovskite CsPb2Br5 déphasée dans un matériau en vrac CsPbBr3.

« Nous avons obtenu une très bonne sensibilité pour détecter les rayons X (2,58 × 105 μC Gyair-1 cm-2) et une faible limite de détection (127,9 nGyair-1) », a déclaré le professeur Pan Xu, qui a dirigé l’équipe. a également intégré cette technique avec une plaque de transistor à couches minces (TFT) pour réaliser des images radiographiques.

Les résultats pertinents ont été publiés dans Matériaux fonctionnels avancés.

La pérovskite aux halogénures métalliques est un matériau prometteur pour détecter des éléments tels que les rayons X, offrant une meilleure sensibilité et résolution que les détecteurs traditionnels. La pérovskite inorganique CsPbBr3 présente une excellente stabilité environnementale et une plasticité unique à haute température, ce qui la rend particulièrement avantageuse pour les applications de détecteurs de rayons X et d’imagerie.

Cependant, la fabrication de CsPbBr3 monocristallin est difficile et coûteuse, et les dispositifs polycristallins CsPbBr3 ont une faible mobilité électronique, limitant leur utilisation dans certains systèmes d’imagerie.

Dans cette étude, les scientifiques ont développé une nouvelle méthode appelée stratégie d’articulation hors phase (OPAS). Ils ont utilisé OPAS pour combiner un matériau spécial appelé CsPb2Br5 avec un autre matériau appelé CsPbBr3. Ils ont fabriqué un mélange de ces matériaux en utilisant une technique appelée broyage mécanique à billes à haute énergie. L’ajout de CsPb2Br5 n’a pas diminué la ligne de base actuelle.

Au lieu de cela, cela a contribué à accélérer le mouvement des électrons et des trous, qui sont importants pour la détection des rayons X. Cette amélioration a été possible parce que CsPb2Br5 a créé des voies permettant aux électrons et aux trous de se déplacer plus facilement au sein de CsPbBr3. Grâce à cette méthode, ils ont atteint une sensibilité et une résolution spatiale élevées pour détecter les rayons X sans avoir besoin de beaucoup de tension.

De plus, les chercheurs ont rassemblé CsPb2Br5/CsPbBr3 sur des fonds de panier TFT pour réaliser une imagerie de surface à rayons X multipixel. Cela a prouvé que le matériau CsPbBr3 peut être utilisé pour l’imagerie.

« Cela nous donne également un nouveau système de matériaux et un nouveau concept de conception pour utiliser la chalcocite en imagerie à rayons X », a ajouté Ye.

Ce travail montre que les pérovskites avec l’introduction d’une phase 2D présentent un effet de transport de porteurs et une bonne stabilité à long terme, ce qui en fait des candidats prometteurs pour une utilisation commerciale.