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黃勁松Nature：混合溶劑高產(chǎn)率生長(zhǎng)低缺陷密度FACsPbBr3單晶

閱讀：1073 發(fā)布時(shí)間：2023/2/15

主要內(nèi)容

金屬鹵化物鈣鈦礦是室溫伽馬射線光譜探測(cè)器發(fā)展的有力候選，但很難生長(zhǎng)出與現(xiàn)有材料具有性能競(jìng)爭(zhēng)力的高質(zhì)量單晶。文中北卡羅來(lái)納大學(xué)黃勁松團(tuán)隊(duì)報(bào)道了使用溶液法從低純度（98%）前體以高產(chǎn)率生長(zhǎng)厘米大小的FACsPbBr3單晶。

向CsPbBr3中引入甲脒通過(guò)消除從生長(zhǎng)溫度冷卻到室溫時(shí)的相變來(lái)降低晶體中的缺陷密度。應(yīng)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(zhǎng)的FACsPbBr3表現(xiàn)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(chǎn)生84%的高電荷收集效率。

FACsPbBr3光譜探測(cè)器在662keV¹³⁷Csγ射線能量分辨率為2.9%。超過(guò)65%的FACsPbBr3晶體顯示出良好的γ射線光譜性能。FACsPbBr3單晶在高達(dá)1000V的大偏壓下表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性，且七個(gè)月后光譜性能沒(méi)有下降。

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