本网讯  8月23日，国际顶级学术刊物Nature Photonics (影响因子34.9)在线发表了以“Anti-perovskites with long carrier lifetime for ultralow dose and stable X-ray detection”为题的研究性论文。该研究成果由我校科研团队和华中科技大学科研团队以及武汉JSF实验室、北京大学，湖北万度光能等单位研究人员共同合作完成，我校为第一完成单位。

X射线探测广泛应用于医疗诊断、安全检查、无损检测、国土防御等领域。目前商业探测器主要是基于闪烁体的间接探测材料。和闪烁体间接探测器相比，半导体直接探测器将光信号直接转化成电信号，被认为具有空间分辨率高以及器件结构简单等优点。理想的X射线探测材料需要兼具高灵敏度、低检测下限以及低暗电流。从半导体物理角度来看，材料能同时兼具高灵敏度与低暗电流非常困难，相应的材料很稀少。我校和合作单位科研团队开发了一类具有反钙钛矿结构的材料。这些材料具有超长的载流子寿命(大于2 ms)，高的灵敏度(1.0 × 10⁴µC Gy_air^-1cm^-2)，低暗电流(0.21 nA cm^-2)以及低检测下限(2.4 nGy_airs^-1)。另外，该材料还具有优异的稳定性，在空气中用高剂量X射线连续辐照了203 h之后，光电流依然未见明显衰减（图1）。该工作为高性能光电器件的开发提供了新思路。

图1 (a)反钙钛矿结构示意图, (b)载流子寿命及原子序数对比图, (c)探测器在不同剂量与偏压下光电流响应拟合曲线, (d)弱光下的响应特性, (e)探测器稳定性测试结果。

该工作得到了国家自然科学基金、江西省自然科学基金、功能晶态材料化学江西省重点实验室基金等基金的支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41566-024-01482-3

（文、图/叶恒云  编辑/汤梦莹）