非鉛鈣鈦礦異質結應用于自驅動X射線研究獲進展

　　X射線探測器是將高能量X射線轉換為可供記錄的電信號的裝置，在醫療診斷、安檢、環境監測等領域廣泛應用。近年來，金屬鹵化物雜化鈣鈦礦材料在X射線探測領域受到關注。然而，大部分用于X射線探測的鈣鈦礦異質結材料含有有毒的金屬元素鉛。因此，在保證良好的X射線響應的前提下，急需發展環境友好的新型鈣鈦礦異質結材料。

　　在前期工作基礎上（Natl. Sci. Rev. 2021, 8, nwab044；ACS Cent. Sci. 2021, 7, 1261），中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室“無機光電功能晶體材料”研究員羅軍華團隊提出一種原位外延的生長方法，化學設計并生長出一類新型二維/三維非鉛雙金屬雜化鈣鈦礦異質結晶體材料，(BA)2CsAgBiBr7/Cs2AgBiBr6 (BA = 正丁基銨)，并首次利用該材料體系實現有效自驅動X射線探測。研究表明：（1）非鉛雜化鈣鈦礦晶體異質結的構筑可以有效整合二維、三維雙金屬雜化鈣鈦礦的各自特性，所獲得的異質結晶體材料具有三維材料優異的X射線響應，包括大的μτ乘積、高光生載流子濃度和高載流子遷移率，并表現出二維材料的高穩定性。（2）由于(BA)2CsAgBiBr7與Cs2AgBiBr6兩相間的有效電荷傳輸作用，在異晶界面處產生了強內建電場。該內建電場使得器件能在零偏壓下工作的同時促進光生載流子的有效分離。綜合以上優勢，基于該非鉛雙金屬異質結晶體材料的自驅動X射線探測器表現出優異的X射線響應，其靈敏度高達206 μC Gy-1cm-2。

　　相關研究成果以In-Situ Epitaxy Growth of Centimeter-Sized Lead-Free (BA)2CsAgBiBr7/Cs2AgBiBr6 Heterocrystals for Self-Driven X-Ray Detection為題，發表在《美國化學會志》上。