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人工晶体学报 ›› 2021, Vol. 50 ›› Issue (10): 1830-1843.

• 综合评述 • 上一篇    下一篇

熔体法制备无机钙钛矿半导体核辐射探测晶体与器件的研究进展

覃皓明, 申南南, 何亦辉   

  1. 苏州大学,放射医学及交叉学科研究院,放射医学与辐射防护国家重点实验室,苏州 215123
  • 收稿日期:2021-08-27 出版日期:2021-10-15 发布日期:2021-11-24
  • 通讯作者: 何亦辉,博士,教授。E-mail:yhhe@suda.edu.cn
  • 作者简介:覃皓明(1996—),男,广西省人,科研助理。E-mail:hmqin@suda.edu.cn。何亦辉(1987—),苏州大学教授,博士生导师。主要从事新型室温辐射半导体材料与器件研究。本科和博士均毕业于西北工业大学,师从介万奇教授。2015年4月至2019年3月在美国西北大学进行博士后研究;2019年4月至2021年2月在美国西北大学任研究助理教授。近十年来一直致力于室温核辐射探测领域的应用及开发研究,首次实现了熔体法钙钛矿的高能量分辨率伽马射线响应;首次证实半导体探测器可以直接转化热中子并分辨出热中子俘获峰;首次研制了单极性空穴型CsPbBr3单晶探测器,对662 keV的能量分辨率达1.4%。以第一/共同一作发表文章十余篇,包括Nature、Nature Photonics、Nature Communications等。研究成果多次被《科技日报》,美国《化学化工新闻》(C&EN)等媒体专题报道。获得了国际光学工程学会SPIE青年研究者奖(2018),IEEE核与等离子体学会(NPSS)的辐射仪器青年科学家奖(2021),高层次人才1项。
  • 基金资助:
    苏州大学学术启动经费(NH12800621);放射医学与辐射防护国家重点实验室(MZ12800121);江苏省自然科学基金青年基金(BK20210711)

Research Progress on the Melt-Grown Inorganic Perovskite Semiconductor Single Crystals and Devices for Nuclear Radiation Detection

QIN Haoming, SHEN Nannan, HE Yihui   

  1. State Key Laboratory of Radiation Medicine and Protection, School for Radiological and Interdisciplinary Sciences RAD-X, Soochow University, Suzhou 215123, China
  • Received:2021-08-27 Online:2021-10-15 Published:2021-11-24

摘要: 钙钛矿材料在太阳能电池和光电探测等领域的快速发展,带动了其在核辐射探测领域的应用研究。钙钛矿晶体结构拥有多样化的结构容忍性,如何设计组分并挖掘材料的相关特性具有很大的科学挑战。其次,针对新型钙钛矿材料特性,需要根据应用场景来优化半导体器件设计,才能最大限度地发挥其辐射探测性能。鉴于此,本文从熔体法晶体生长及半导体器件设计等角度,探讨了不同维度钙钛矿结构的材料特性及辐射探测器件性能,以期为该材料在核辐射探测领域的发展提供参考。

关键词: 无机钙钛矿半导体, 熔体法, 单晶, 半导体器件, 核辐射探测, 三维钙钛矿, 二维钙钛矿, 缺陷钙钛矿

Abstract: The development of perovskite materials in the fields of solar cells and photoelectric detection in recent decades has promoted the relevant materials research in nuclear radiation detection. It is of great scientific challenging to perform compositional design rationally and explore the characteristics of this family of materials by the virtue of their greatly diversified structural tolerance. To optimize their radiation detection performance, the device configuration should be specifically designed in various application scenarios according to the feature of each perovskite semiconductor. This review summarizes the materials characteristics and radiation detection properties of melt growth perovskite semiconductors from the viewpoint of different dimensionality and device design. This review shall provide a reference for the future development of perovskite semiconductors in nuclear radiation detection.

Key words: inorganic perovskite semiconductor, melt-grown method, single crystal, semiconductor device, nuclear radiation detection, 3D perovskite, 2D perovskite, defect perovskite

中图分类号: