原位调控Cs₂AgBiBr₆单晶中的有序-无序相变以实现X射线探测器应用

DOI：10.1002/adfm.201900234 期刊：Advanced Functional Materials 出版年份：2019 更新时间：2026-01-09 18:48:41

摘要： 双钙钛矿Cs2AgBiBr6单晶因其低最小可探测剂量率和无毒性优势，在探测应用中展现出巨大潜力。然而，Ag+/Bi3+的无序排列通常会导致意外的结构畸变，进而严重影响Cs2AgBiBr6单晶的光电性能。本文证明苯乙基溴化铵能原位调控Cs2AgBiBr6单晶中的有序-无序相变。理论和实验证实，交替排列的[AgX6]5−和[BiX6]3−八面体有序度提升可降低缺陷密度并抑制自陷激子形成，从而调节带隙并增强载流子迁移率，最终提升其X射线探测器应用性能。基于PEA-Cs2AgBiBr6单晶的探测器展现出更优性能：更长的载流子漂移距离、更高的光电导增益及更快的电流响应（13微秒对比3190微秒）。值得注意的是，在50V偏压（22.7V/mm）下，制备的PEA-Cs2AgBiBr6单晶X射线探测器具有极高灵敏度（288.8µC Gyair−1 cm−2），显著优于有序度较低的同类型器件。

关键词： Cs2AgBiBr6单晶 X射线探测器有序-无序相变微观结构

作者： Weinan Yuan，Guangda Niu，Yeming Xian，Haodi Wu，Huamin Wang，Hang Yin，Peng Liu，Wenzhe Li，Jiandong Fan

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研究概述实验方案设备清单

研究目的

利用溴化苯乙胺调控Cs2AgBiBr6单晶的原位有序-无序相变，以提升其结构有序度、降低缺陷密度、抑制自陷激子形成并增强载流子迁移率，从而应用于高性能X射线探测器。

研究成果

引入PEABr前驱体可原位调控Cs2AgBiBr6单晶中的有序-无序相变，从而提升结构有序度、降低缺陷密度、抑制自陷激子形成并增强载流子迁移率。这使得X射线探测器性能显著提升，具有高灵敏度、快速响应和高增益特性，为推进无铅钙钛矿基探测器发展提供了有效途径。

研究不足

该研究未明确讨论局限性，但潜在的优化方向可能包括：进一步扩大有序化程度以完全抑制自陷激子、扩大晶体生长规模以实现实际应用，以及探究工作条件下的长期稳定性。

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