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2025年 第54卷 第7期
刊出日期：2025-07-20

　　金属卤化物钙钛矿单晶与薄膜材料具有优异的光电性能和可调控的结构形态，在太阳能电池、发光二极管、辐射探测及光催化等领域展现出巨大的应用潜力。

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编者按

“钙钛矿单晶与薄膜材料”专题

陶绪堂, 吴云涛, 徐亚东, 张国栋, 陈召来

2025, 54(7):  1089-1090. 

摘要 ( 91 )   PDF (3255KB) ( 64 )  

相关文章 | 计量指标

综合评述

卤化物钙钛矿半导体单晶及核辐射探测器研究进展

马文君, 张国栋, 孙雪, 刘宏杰, 刘嘉欣, 陶绪堂

2025, 54(7):  1091-1099.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0107

摘要 ( 157 )   HTML ( 15)   PDF (4569KB) ( 138 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

卤化物钙钛矿晶体具有平均原子序数高、载流子迁移率寿命积（μτ）大、易大面积制备、材料体系丰富等优点，已成为一类极具应用前景的新型核辐射探测材料。本文综述了国内外钙钛矿半导体单晶的生长方法及辐射探测器的研究进展。大尺寸高质量单晶的可控生长是制备高性能探测器的关键，通过革新晶体生长技术，结合阴阳离子协同掺杂、添加剂辅助工程策略可以显著提升晶体的尺寸和电学性能；钙钛矿半导体单晶在光子计数X射线成像和γ射线能谱分辨中展现出钙钛矿薄膜无法比拟的优势，然而，在进一步提升晶体的本征质量、抑制离子迁移引发的器件稳定性问题，以及优化晶体与像素芯片键合工艺等环节仍面临诸多挑战。未来研究亟需深化晶体结构与性能关系的探索，优化生长工艺参数，创新探测器构型，从而推动卤化物钙钛矿晶体在核辐射探测领域的产业化进程。

薄膜制备方法及其结晶行为对卤化物钙钛矿X射线探测器成像性能的影响研究综述

偰航, 靳志文

2025, 54(7):  1100-1120.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0016

摘要 ( 151 )   HTML ( 8)   PDF (10070KB) ( 113 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

X射线探测器在医疗诊断、安全检查、工业探伤和科学研究等领域发挥着至关重要的作用。卤化物钙钛矿（HPs）因X射线吸收系数大、载流子扩散长度长、发光性能优异等特点，在高性能X射线探测领域引起了广泛关注。HPs制备方式灵活，能够方便地加工为多晶膜、晶片等形态。然而，不同制备方法及其结晶行为将导致活性层内的结晶取向、晶界数目、裂纹针孔等器件缺陷以不同的形态分布，显著影响了载流子和闪烁光的传输，对器件的性能产生了很大的影响。因此，阐明不同制备方法中的结晶行为并提出合适的调控方案十分必要。本文系统地梳理了现阶段基于不同制备方法的HPs X射线探测器的研究进展：1）介绍了湿化学法构筑的X射线探测器及结晶调控策略；2）探讨了压膜法中的结晶调控策略、离子迁移的抑制措施及闪烁体晶片探索；3）回顾了气相沉积过程的结晶理论、闪烁体性能提升方案及直接型探测应用的尝试。最后，指出了进一步提高HPs X射线探测器性能表现所面临的挑战与未来展望。

量子剪裁型镱离子掺杂钙钛矿纳米晶的合成及其在X射线多能谱成像中的新应用

惠娟, 杨旸

2025, 54(7):  1121-1131.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0051

摘要 ( 146 )   HTML ( 9)   PDF (4785KB) ( 84 )  

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近年来，稀土离子掺杂钙钛矿材料凭借其优异的光电特性、可调节的带隙及独特的量子剪裁效应，在光电功能材料领域引起了研究者的广泛关注。其中，镱离子（Yb³⁺）掺杂钙钛矿纳米材料因其显著的光学特性，如超大的斯托克斯位移、超过100%的荧光量子产率及高效的近红外发光，在X射线成像、多能谱X射线成像、荧光型太阳能聚光器、太阳能电池和近红外电致发光器件等领域展现出巨大的应用潜力。本文聚焦于Yb³⁺掺杂钙钛矿纳米晶的量子剪裁特性，系统性地展开论述：全面梳理了Yb³⁺掺杂CsPbCl₃纳米晶的合成策略、量子剪裁发光机理及其在光电领域的应用；深入探讨了量子剪裁型钙钛矿闪烁体的发展及其在X射线成像、多能谱X射线成像等前沿领域的最新突破性进展。通过分析当前面临的科学挑战与技术瓶颈，本文展望了未来的研究方向与发展趋势，为量子剪裁材料的进一步研究与应用提供了参考。

蓝光准二维钙钛矿结晶动力学调控及其电致发光器件研究

于牧冰, 高岗, 赵勇彪, 朱嘉琦

2025, 54(7):  1132-1145.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0075

摘要 ( 69 )   HTML ( 3)   PDF (7287KB) ( 19 )  

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蓝光钙钛矿电致发光器件凭借优异的色纯度和低成本制备优势，在全彩显示与白光照明领域具有重要应用价值。准二维钙钛矿因卓越的光学性能与结构调控特性，展现出广阔的应用前景，然而，其晶体动力学调控对薄膜质量及发光性能的优化具有决定性影响。本文综述了蓝光准二维钙钛矿的光学特性与光物理性质，重点探讨了通过成分调控、添加剂工程、后处理工艺及界面修饰等手段对其结晶过程的调控策略。研究表明，精确调控准二维钙钛矿的晶体动力学不仅有助于提升薄膜的均匀性和荧光量子产率，还能显著改善器件的外部量子效率和运行稳定性。本文对当前研究的局限性问题进行了分析，并展望了未来高效率、高亮度、长期运行稳定的蓝光钙钛矿电致发光器件的发展方向，为后续研究提供了参考。

辐射探测器用CsPbBr₃晶体的缺陷研究进展

李宁, 张欣雷, 肖宝, 张滨滨

2025, 54(7):  1146-1159.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0056

摘要 ( 118 )   HTML ( 9)   PDF (6693KB) ( 64 )  

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CsPbBr₃晶体因高原子序数、优异的载流子输运性能及室温工作特性，成为新一代半导体辐射探测器的核心候选材料。然而，晶体中的缺陷（如点缺陷、孪晶、夹杂相）会显著影响其性能。本综述系统分析了CsPbBr₃中缺陷的形成机制及其对载流子传输的制约：晶格极化子效应主导本征散射，点缺陷（如Pb间隙原子）通过深能级陷阱加剧载流子复合；铁弹畴（孪晶）因界面势垒导致载流子局域化；夹杂相（如CsPb₂Br₅）通过光散射和非共格界面降低迁移率与电阻率。研究揭示了熔融法与溶液法生长动力学对缺陷分布的差异，并提出了化学计量调控、溶剂工程及退火工艺等优化策略。尽管CsPbBr₃在X/γ射线探测中展现出接近商用CZT的能谱分辨率（如1.4%@662 keV），但缺陷动态演化与离子迁移仍限制了其稳定性。未来需聚焦极化子-缺陷协同机制的分析、精准缺陷调控技术的开发及新型器件结构设计，以推动其在核医学成像、深空探测等领域的实际应用。

钙钛矿结构畸变与性能调控研究进展

金童, 牛广达

2025, 54(7):  1160-1174.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0088

摘要 ( 91 )   HTML ( 4)   PDF (6378KB) ( 21 )  

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金属卤化物钙钛矿材料因其优异的光电性能和可调控的晶体结构，在太阳能电池、发光二极管和光电探测器等领域展现出巨大的应用潜力。结构畸变作为调控钙钛矿材料性能的重要手段，能够显著影响其电子结构、载流子动力学和光电特性，为设计新型功能材料提供了重要途径。近年来，钙钛矿单晶的结构畸变调控研究取得了显著进展。通过改变基底特性、引入有机阳离子、调控卤素组成或施加外部应力，研究人员能够有效调节钙钛矿单晶的晶格对称性和电子能带结构，从而优化其光电性能。特别是，结构畸变对载流子动力学、激子行为和缺陷态密度的调控作用，为开发高性能钙钛矿器件提供了新的途径。本文首先阐述了钙钛矿材料结构畸变的表征方法与机理基础，随后详细分析了实验条件下诱发钙钛矿结构畸变的主要影响因素，进而深入探讨了结构畸变与材料光电性能的构效关系，为钙钛矿光电材料的结构畸变与性能调控提供了参考。

热活化延迟荧光型闪烁体研究进展

张跃, 肖家文

2025, 54(7):  1175-1188.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0083

摘要 ( 90 )   HTML ( 6)   PDF (6313KB) ( 37 )  

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近年来，热活化延迟荧光（TADF）型闪烁体因高的激子利用率和高光产额，在辐射探测和X射线成像等领域展现出广阔的应用前景。TADF闪烁体通过反系间窜越（RISC）机制实现三线态到单线态的激发态转换，从而显著提高发光量子产率及光产额。本文综述了TADF闪烁体的最新研究进展，探讨了其闪烁机制和不同材料体系的研究进展，重点介绍了基于全无机材料、有机分子和有机-无机杂化体系（新型给受体结构、金属团簇）的TADF闪烁体的设计与性能。尽管TADF闪烁体在发光效率和稳定性方面已取得显著进展，但仍面临高能辐射下的材料降解和规模化制备等挑战。未来研究需进一步探索新的TADF闪烁体及明晰发光机理，以实现更高效、更稳定的辐射探测应用。

锡基钙钛矿晶体与器件的研究进展

张淑艺, 刘庚灵, 王浩, 鲁跃, 姜显园, 李文焯, 刘聪, 吕英波, 武中臣, 刘董, 陈耀

2025, 54(7):  1189-1207.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0067

摘要 ( 209 )   HTML ( 12)   PDF (10256KB) ( 111 )  

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随着全球对环境友好型光电材料需求的不断增长，锡基卤化物钙钛矿因环境友好及优异的光电性能，逐渐成为替代传统铅基钙钛矿的重要候选材料。尽管锡基钙钛矿在光吸收、载流子输运等方面展现出显著优势，但Sn²⁺极易氧化，加上快速结晶过程中容易形成晶格缺陷，使材料稳定性和器件性能受到较大影响。近年来，国内外研究者围绕锡基钙钛矿的晶体生长、缺陷调控及界面工程开展了大量系统性研究，提出了逆温结晶、降温结晶及高温熔融等多种合成技术，并借助多尺度表征手段，深入解析材料的微观结构、缺陷分布和界面特性。实验结果表明，通过合理优化生长参数和制备环境，可显著提高晶体质量、降低缺陷密度、改善载流子传输效率，从而推动锡基单晶在光电探测器、高灵敏度探测器、太阳能电池和场效应晶体管等器件中的应用。未来研究需聚焦单晶生长动力学、抗氧化策略及界面能级匹配的优化，以解决稳定性与可重复性问题，推动锡基钙钛矿的规模化应用。

全无机卤化物钙钛矿薄膜外延生长研究进展

单衍苏, 李兴牧, 王霞, 吴德华, 曹丙强

2025, 54(7):  1208-1220.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0096

摘要 ( 123 )   HTML ( 3)   PDF (6279KB) ( 54 )  

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全无机卤化物钙钛矿作为一种具有可调节带隙的半导体材料，其热稳定性和光稳定性优于有机-无机杂化钙钛矿，近年来已在太阳能电池、紫外-可见光探测器、发光二极管等领域引发广泛关注，有望成为推动高性能光电器件产业化的关键材料。外延生长技术通过构建晶格匹配的异质界面可生长高质量的晶体薄膜，结合应变工程可对薄膜材料光电性能精准调控，已成为半导体器件制造领域的核心技术路径。随着全无机卤化物钙钛矿材料向商业光电子器件领域的拓展，精准调控薄膜结晶质量、降低缺陷态密度及优化界面特性成为该领域的关键技术瓶颈问题。本综述阐述了卤化物钙钛矿的材料结构及外延生长的基本原理，按照制备方法和衬底晶格匹配程度，分类讨论了全无机卤化物钙钛矿薄膜的外延生长工作。最后，展望了钙钛矿外延的未来方向，希望通过原位生长监测、精确的界面结构表征和规模化制造，进一步提高全无机卤化物钙钛矿的器件性能和应用。

研究论文

0维钙钛矿Cs₃CdBr₅的晶体生长与闪烁性能研究

贾宇桢, 李政隆, 颜欣龙, 王瑞辰, 彭晨, 段韦恒, 杨伟虎, 何伟民, 宋柏君, 程瑶, 范潇宇, 杨帆

2025, 54(7):  1221-1228.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0039

摘要 ( 103 )   HTML ( 5)   PDF (5574KB) ( 47 )  

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本文使用坩埚下降法制备了?5 mm的Cs₃CdBr₅单晶，在晶锭锥部发现了CsBr包裹Cs₃CdBr₅形成的Cs₃CdBr₅-CsBr复合闪烁体。对晶体进行了物相分析，解释了复合闪烁体形成的原因，并对晶体进行了光致发光与X射线激发发光性能研究。Cs₃CdBr₅晶体属于四方晶系，空间群为I4/mcm，为0维钙钛矿结构。在荧光和X射线激发下，Cs₃CdBr₅单晶分别表现出374和365 nm弱发光，荧光激发发光衰减时间为0.4和16.6 ns，X射线激发发光衰减时间为15.9 ns，为Cs₃CdBr₅本征发光，存在自吸收。相同激发下，Cs₃CdBr₅-CsBr复合闪烁体均表现出相对更强的365 nm发光，荧光激发发光寿命为0.97和14.79 ns，X射线激发发光衰减时间为17 ns，并且在X射线激发下，还出现了发光峰值波长在438 nm的CsBr发光，贡献了亚毫秒级慢分量。Cs₃CdBr₅-CsBr复合闪烁体在²⁴¹Am源激发下，具有56.9%的能量分辨率和257 photons/MeV的光产额。良好的环境稳定性与特殊的0维钙钛矿结构使以Cs₃CdBr₅为基底的掺杂晶体有望成为具有实际应用价值的闪烁晶体。

高质量钙钛矿单晶生长及其X射线探测性能表征

徐庄婕, 巴延双, 习鹤, 白福慧, 陈大正, 朱卫东, 张春福

2025, 54(7):  1229-1237.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0073

摘要 ( 182 )   HTML ( 13)   PDF (2617KB) ( 156 )  

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金属卤化物钙钛矿（MHPs）单晶因具有优异光电性能在辐射探测领域拥有广泛的应用前景，其生长过程中晶体内部及表面缺陷的抑制有望进一步提高半导体辐射探测器的性能。本文通过使用两亲性表面活性剂硫代甜菜碱10作为添加剂，采用逆温结晶法（ITC）制备高质量MAPbBr₃单晶。对添加剂优化晶体生长机理进行了深入研究，结果表明磺添加剂分子在结晶控制和表面缺陷钝化的协同效应显著抑制了缺陷的形成，生长出的MAPbBr₃单晶摇摆曲线的半峰全宽（FWHM）从0.071°降低到0.046°，长链烷基基团使晶体表面表现出优异的疏水性能，其表面接触角从84.04°增加到96.25°，表明了表面疏水性的显著提高。制备出了具有镍/金-镍/金环形对称电极结构的器件，其电阻率从2.08×10⁷ Ω·cm提高至2.82×10⁸ Ω·cm，载流子迁移率寿命积为1.81×10^-2 cm²·V^-1。此外，器件灵敏度可达1 450 μC·Gy_air^-1·cm^-2，并能在1 000 s的测试期间保持良好的运行稳定性。

添加剂辅助生长CsPbBr₃单晶及其γ射线探测性能

陈燃, 赵啸, 孟钢, GNATYUK Volodymyr, 倪友保, 王时茂

2025, 54(7):  1238-1244.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0021

摘要 ( 208 )   HTML ( 11)   PDF (2356KB) ( 146 )  

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CsPbBr₃单晶具有高原子序数、高载流子迁移率寿命积、高电阻率和对X/γ射线的阻挡能力强等优点，是一种极具应用前景的半导体辐射探测材料。CsPbBr₃单晶可以通过溶液法低成本生长，但溶液法生长CsPbBr₃单晶具有择优取向，获得的晶体多呈棒状，不利于器件制备，且晶体生长速度较快，单晶内容易出现孪晶等缺陷。本文在逆温度结晶法生长CsPbBr₃单晶过程中引入十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）作为添加剂调控单晶的生长速率（主要减缓［002］晶向的生长速度，抑制单晶的择优取向），提升单晶质量。晶体的摇摆曲线半峰全宽为0.08°，电阻率达到了8.14 × 10⁹ Ω·cm，载流子迁移率寿命积为6.44×10^-3 cm²·V^-1，缺陷态密度为2.07×10¹⁰ cm^-3，展现出良好的晶体质量和电学性质。基于获得的CsPbBr₃晶体制备的γ射线探测器实现了对²⁴¹Am 59.5 keV γ射线光子10.25%的能谱分辨率。这些结果展示了添加剂辅助生长的高质量CsPbBr₃单晶在辐射探测应用中的潜力。

全无机锡钙钛矿CsSnBr₃晶体的生长和电学、光学性能研究

萧岱桢, 高荣, 陈怡, 米启兮

2025, 54(7):  1245-1255.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0049

摘要 ( 96 )   HTML ( 5)   PDF (4013KB) ( 41 )  

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使用布里奇曼法成功制备了?12 mm×35 mm的掺杂1%Sn（Ⅳ）与未掺杂的CsSnBr₃晶体，并以溶液法生长的CsSnBr₃晶体作为对照，对全部晶体样品进行了物相、电学和光学性质研究。CsSnBr₃晶体属于立方晶系，空间群Pm3m。未掺杂的CsSnBr₃的禁带宽度为1.79 eV，掺杂1%的Sn（Ⅳ）可以显著提升CsSnBr₃晶体的载流子浓度及迁移率，其中载流子浓度从6.1×10¹⁶ cm^-3提升至1.0×10¹⁸ cm^-3，迁移率从5.7 cm2·V^-1·s^-1提升至36 cm2·V^-1·s^-1，迁移率达到和溶液法晶体相当的水平。CsSnBr₃在约680 nm处存在荧光发射峰，Sn（Ⅳ）能抑制载流子的非辐射复合过程，减小非辐射复合概率，提高荧光强度，但不影响荧光寿命。经计算后发现在掺杂1%的Sn（Ⅳ）后，CsSnBr₃晶体的少数载流子扩散长度达到了未掺杂时的近三倍。CsSnBr₃晶体对化学计量比的偏离具有一定的容忍度，在±1%的偏离范围内，晶体性能不会受到显著影响，多余组分会以特定形式析出于晶体表面。本文认为少量的Sn（Ⅳ）可以增加锡钙钛矿材料的导电性，并可能保护晶界，削弱晶界处载流子的散射及非辐射复合。化学计量比容忍度的发现可以为制备锡钙钛矿材料提供原料配比的灵活性，加深对CsSnBr₃晶体生长机制的理解，降低工艺难度。

BA₂MA₃Pb₄I₁₃相纯度调控及其对X射线探测的影响

张爱平, 魏亚洲, 周昌垚, 袁瑞涵, 吴聪聪, 郑霄家

2025, 54(7):  1256-1264.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0018

摘要 ( 103 )   HTML ( 6)   PDF (2470KB) ( 49 )  

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二维Ruddlesden-Popper（RP）层状钙钛矿因优异的光电性能和良好的环境稳定性，近年来已成为太阳能电池、发光二极管及X射线探测等领域的研究热点。然而，采用溶液法制备的二维RP型层状钙钛矿通常并非单一无机层数的纯相钙钛矿，而是呈现出具有随机无机层数（即多个n值）的混合相，这一特性显著影响了该材料在各个领域的进一步应用与发展。本研究通过使用BAAc替代BAI来调控二维RP层状钙钛矿的结晶过程，实现了有效的相纯化，证实了该方法在提升材料相纯度方面的效果。相纯化后的钙钛矿材料展现了更加均匀的相分布，减少了缺陷的形成，进而显著改善了载流子的提取与传输能力，抑制了离子迁移。这些结构上的改善直接推动了X射线探测器性能的提升。相纯化的探测器表现出比未纯化器件更低的检测下限（160.24 nGy_air·s^-1），在低剂量X射线探测方面展现了更强的能力。此外，经过长时间的X射线辐照后，相纯化器件的信号电流衰减幅度远小于未纯化器件，表明其具有更好的辐照稳定性。因此，相纯化不仅有效提升了二维钙钛矿X射线探测器的探测性能，还增强了器件的稳定性，证明了相纯化技术在钙钛矿X射线探测器中的广泛应用前景。

CsPbBr₃钙钛矿量子点闪烁体的X射线辐照稳定性

杨智, 顾林园, 王大伟, 徐旭辉, 宋继中

2025, 54(7):  1265-1271.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0064

摘要 ( 120 )   HTML ( 4)   PDF (2355KB) ( 67 )  

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在工业无损检测应用中，闪烁体需长期承受高剂量辐照，因此其辐照发光稳定性至关重要，准确的辐照稳定性评估对于预测闪烁体寿命及分析性能衰减规律具有重要的工程价值。CsPbBr₃钙钛矿量子点闪烁体以其高辐射硬度、强X射线阻止能力、纳秒发光时间、低温合成工艺、可大面积及柔性制造等优异的性能而备受关注。本研究通过固相热成型工艺制造了CsPbBr₃量子点闪烁体，形貌分析表明量子点均匀地分散于聚合物基质中。当量子点固含量（质量分数）为2%时，闪烁体呈现透明的亮绿色，X射线吸收率为6%；当固含量增至20%时，闪烁体变为不透明的亮黄色，X射线吸收率提升至54%。考虑量子点闪烁体的实际X射线吸收，在10 kGy的X射线辐照剂量下，CsPbBr₃量子点闪烁体仍表现出优异的辐照稳定性，主要归因于位移损伤引入的浅能级缺陷态及电离损伤产生的寄生电场对CsPbBr₃量子点辐射复合发光的影响较小。本研究表明CsPbBr₃量子点闪烁体在长期运行的X射线检测领域具有潜在的应用价值。

基于RP型层状钙钛矿CHA₂PbBr₄单晶的高效X射线探测

郑璐瑛, 王芳, 许谢铭, 王帅华, 吴少凡

2025, 54(7):  1272-1281.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0081

摘要 ( 60 )   HTML ( 6)   PDF (3424KB) ( 20 )  

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半导体辐射探测材料作为X射线成像技术的核心元件，在医学影像、工业检测等方面有着广泛的应用。近年来，三维钙钛矿材料凭借大原子序数、强光电转换及低制备成本，在半导体辐射探测领域展现出巨大应用潜力。然而，该材料体系面临显著的离子迁移特性带来的暗电流高、稳定性差等挑战，严重制约其器件化应用进程。本工作聚焦结构维度调控策略，引入环己胺（CHA）来切割三维卤铅骨架，形成层状钙钛矿CHA₂PbBr₄，实现高效稳定的X射线探测。基于优化降温的溶剂热合成工艺，制备出毫米级CHA₂PbBr₄单晶，呈现出定向生长的层状形貌。得益于层状结构对离子迁移与暗电流的抑制特性，CHA₂PbBr₄单晶呈现1.64×10¹⁰ Ω·cm的高电阻率，且该单晶器件在高电场条件下展现出可达3 791.4 μC·Gy_air^-1·cm^-2的高灵敏度性能及低至84.55 nGy_air·s^-1的优异探测极限。上述结果表明引入有机长链带来的结构层状化可实现辐射探测多性能的协同优化，这为开发综合性能优异的X射线探测器提供了潜力备选材料。

I^-掺杂Cs₃Bi₂Br₉晶体的生长及其光学性能调控

陈思贤, 徐乐, 唐远之, 孙海滨, 郭学, 冯玉润, 胡强强

2025, 54(7):  1282-1288.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0080

摘要 ( 153 )   HTML ( 13)   PDF (2587KB) ( 87 )  

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本文采用溶液降温法成功制备了I^-掺杂的Cs₃Bi₂Br₉晶体（Cs₃Bi₂I _x Br_9-x ），系统研究了I^-掺杂对Cs₃Bi₂Br₉晶体结构、热稳定性与光学性能的影响。生长得到的Cs₃Bi₂I _x Br_9-x 晶体尺寸达5 mm，晶体呈现出橙红色，与未掺杂的黄色有明显区别。XRD结果表明，I^-部分取代Br^-后，晶体仍维持六方结构，属于P3m1空间群，衍射峰位向小角度偏移表明，掺杂晶体晶格因阴离子半径差异而发生膨胀。热重分析表明晶体在475.2 ℃下保持稳定，较未掺杂Cs₃Bi₂Br₉晶体略有提升。光学测试发现，掺杂后晶体吸收截止边由486 nm红移至590 nm，带隙从2.61 eV降至2.18 eV，显著拓宽了光响应范围；光致发光（PL）峰蓝移至447 nm（半峰全宽97.7 nm，CIE坐标（0.27， 0.24）），荧光寿命呈现双指数衰减（τ₁=2.18 ns，38%；τ₂=32.32 ns，62%）。本研究证实，I^-掺杂可实现Cs₃Bi₂Br₉晶体热稳定性与光电性能的优化，为无铅钙钛矿在光电器件领域的应用提供新选择。

英寸级(C₂₄H₂₀P)₂MnBr₄单晶薄膜生长及高分辨率X射线成像

杨帆, 张思媛, 董武佩, 王希正, 周铭, 居佃兴

2025, 54(7):  1289-1296.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0077

摘要 ( 115 )   HTML ( 12)   PDF (3895KB) ( 64 )  

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有机金属卤化物在X射线成像领域展现出巨大的应用潜力。然而，多晶薄膜闪烁体屏幕的均匀性差、透射率低和光散射等问题严重降低了X射线成像分辨率。本文使用空间限域法生长制备了英寸级（C₂₄H₂₀P）₂MnBr₄单晶薄膜，并对其进行了物相、光学和闪烁性能的研究。该晶体表现出90%的光致发光量子产率（PLQY）及优异的光稳定性，在365 nm紫外光下连续照射24 h，其光谱仍保持稳定。基于该晶体优异的光学性质，在X射线下产生83 000 photons/MeV（估算值）的高光产额，是商用LYSO闪烁体的2.5倍。此外，该晶体展现出优异的耐辐射稳定性，即使在504 mGy·s^-1的高剂量率下暴露60 min后仍保持其性能的稳定性。基于上述优势，将（C₂₄H₂₀P）₂MnBr₄单晶薄膜应用于X射线成像，实现了约23 lp/mm的空间分辨率，在该领域展现出巨大的应用潜力。

快速球磨法制备钙钛矿颗粒的光电性质和X射线探测性能研究

程嘉甜, 范鑫雨, 杨周

2025, 54(7):  1297-1303.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0079

摘要 ( 69 )   HTML ( 2)   PDF (3957KB) ( 60 )  

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本文研究了球磨时长对钙钛矿粉末和钙钛矿厚膜物相、载流子动力学的影响。研究发现，随着球磨时间的延长，会引入更多的缺陷，导致钙钛矿粉末和钙钛矿厚膜的荧光强度降低，载流子寿命减少。同时发现，厚膜制备过程中的溶剂混合和热处理会进一步提高钙钛矿粉末的结晶性能与载流子寿命。因此在可以获得纯相钙钛矿厚膜的前提下，球磨时间越短越好。最终，采用球磨15 min制备的样品制备的钙钛矿厚膜获得了最长的载流子寿命（820.0 ns）和最高的X射线灵敏度（728.85 μC·Gy_air^-1·cm^-2）。该研究为大规模快速制备基于钙钛矿厚膜的X射线探测器件提供了参考。

《人工晶体学报》第九届编委会会议成功召开

2025, 54(7):  1304-1304.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.7001

摘要 ( 38 )   HTML ( 4)   PDF (879KB) ( 12 )  

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