中国科大在钙钛矿软X射线探测器件领域取得重要进展

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中国科学技术大学微电子学院胡芹特任研究员团队在钙钛矿软 X 射线探测器研究中取得新进展。

基于钙钛矿半导体的缺陷调控和 PIN 垂直器件结构，团队实现了钙钛矿软 X 射线探测器中最高的量子效率。相关成果发表在《Advanced Materials》期刊上，并被选为卷首插图。

X 射线在医疗、工业和安防等领域广泛应用。软 X 射线（0.1-10 keV）探测成像技术在天文观测、生物成像和微纳加工等领域至关重要。随着我国深空探测和同步辐射大科学装置的发展，对高可靠性、高性能软 X 射线探测器的需求不断提高。

当前市场的主流软 X 射线探测器为硅基 CCD 器件，但其灵敏度和耐辐照性受限，且工作时需低温冷却，成本较高。钙钛矿半导体具有高 X 射线吸收系数、长载流子寿命和低制备成本，在软 X 射线探测方面具有潜力。

针对软 X 射线特点，团队优化了钙钛矿 PIN 垂直光电二极管结构，最大化光吸收。纳米网络电极减少了上电极遮挡，同时不影响载流子提取和传输。多维钙钛矿异质结降低了缺陷，减少了载流子复合，提高了光电响应。

该器件在室温下达到已报道的钙钛矿软 X 射线探测器中最高的量子效率。性能参数接近硅基商业化器件，并在高通量软 X 射线辐照下保持稳定。

基于该结构，团队制备了柔性软 X 射线探测器，实现了曲面线性成像阵列。极限温度范围内的工作稳定性也得到了验证，表明钙钛矿半导体光电器件在柔性软 X 射线成像探测系统中具有应用潜力。

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