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黃勁松Nature:混合溶劑高產率生長低缺陷密度FACsPbBr3單晶

 更新時間:2023-02-15 點擊量:313

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主要內容

金屬鹵化物鈣鈦礦是室溫伽馬射線光譜探測器發展的有力候選,但很難生長出與現有材料具有性能競爭力的高質量單晶。文中北卡羅來納大學黃勁松團隊報道了使用溶液法從低純度(98%)前體以高產率生長厘米大小的FACsPbBr3單晶。


向CsPbBr3中引入甲脒通過消除從生長溫度冷卻到室溫時的相變來降低晶體中的缺陷密度。應用混合溶劑以匹配CsPbBr3和FAPbBr3的溶解度斜率,從而成功地將銫以FA:Cs比率從0到1摻入FAPbBr3中。生長的FACsPbBr3表現出9.5×109?Ω?cm的高電阻率,平衡空穴和電子遷移率壽命乘積為(2.2–3.2)× 10-3cm2V-1,深缺陷密度為5.6?×?1010cm-3,在伽馬射線下產生84%的高電荷收集效率。


FACsPbBr3譜探測器在662keV137Csγ射線能量分辨率為2.9%。超過65%的FACsPbBr3晶體顯示出良好的γ射線光譜性能。FACsPbBr3單晶在高達1000V的大偏壓下表現出優異的穩定性,且七個月后光譜性能沒有下降。


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(實測光譜圖)

文獻信息
High-yield growth of FACsPbBr3 single crystals with low defect density from mixed solvents for gamma-ray spectroscopy
Liang Zhao, Ying Zhou, Zhifang Shi, Zhenyi Ni, Mengru Wang, Ye Liu & Jinsong Huang
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