二维钙钛矿单晶X射线探测器

检出限0.79 nGy/s

基于HBr溶液生长的块体PEA2PbBr4单晶，实现了超低噪声和暗电流漂移，从而获得创纪录的低检出限。

Hao, Dong · 刘鑫 · Wang, Hu · Zhilong, Chen · 李风华 · Wang, Pengxiang · Jie, Fu · Yuchuan, Shao

Journal of Materials Chemistry A 2024

参数信息

检出限

0.79 nGyair s−1

灵敏度

2998 μC Gyair s−1 cm−2

噪声

10−5 nA Hz−1/2

暗电流漂移

6.6 × 10−7 pA cm−1 V−1 s−1

空穴寿命

2.76 μs

空穴迁移率-寿命积

5.8 × 10−4 cm2 V−1

技术优势

检出限破纪录

探测器检出限低至0.79 nGyair s−1，是目前二维钙钛矿X射线探测器的最低值，满足医学成像的极低剂量需求。

噪声极低

噪声低至10−5 nA Hz−1/2，使微弱X射线信号不被淹没，是低检出限的关键。

暗电流漂移小

暗电流漂移仅6.6 × 10−7 pA cm−1 V−1 s−1，保证探测器长时间工作稳定。

载流子寿命长

空穴寿命达2.76 μs，迁移率-寿命积5.8 × 10−4 cm2 V−1，有利于电荷收集，提高灵敏度。

应用场景

• 医学成像：用0.79 nGyair s−1的极低检出限实现低剂量成像，减少患者辐射暴露。
• 低剂量X射线检测：探测器噪声仅10−5 nA Hz−1/2，可分辨极微弱X射线信号。
• 辐射监测：暗电流漂移低至6.6×10−7 pA cm−1 V−1 s−1，保证长时间稳定监测。