钙钛矿X射线探测器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种钙钛矿X射线探测器。该钙钛矿X射线探测器包括依次层叠的导电背板、2维钙钛矿层、3维钙钛矿层、准2维钙钛矿层和顶层电极。该钙钛矿X射线探测器能有效降低横向电流串扰、抑制暗电流，且器件整体的稳定性好。定性好。定性好。

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿X射线探测器


[0001]本技术涉及探测器
，具体涉及一种钙钛矿X射线探测器。

技术介绍

[0002]基于非晶硒的直接式x
‑
射线探测器具有空间分辨率高的特点，然而该类探测器通常对温度、湿度非常敏感且需要在高电压下工作，器件寿命短、成本高。新型钙钛矿材料对于x
‑
射线有较强的衰减能力，且能通过光电效应产生大量电子
‑
空穴对，具有灵敏度高、响应速度快、探测极限低的特点。同时钙钛矿材料多通过溶液法制备，成本低，且工作电压很小。常见的采用PI
‑
MAPbI3/MAPbI3/PI
‑
MAPbBr3直接式x
‑
射线探测器，多层结构的设计有效降低了暗电流，但钙钛矿层的晶粒取向随机分布，器件整体的横向串扰限制了直接式探测器成像的分辨率，且全三维有机杂化钙钛矿的水氧稳定性通常较差，同时容易在高电压下与电极发生反应。

技术实现思路

[0003]本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种钙钛矿X射线探测器。该钙钛矿X射线探测器能有效降低横向电流串扰、抑制暗电流，且器件整体的稳定性好。
[0004]本技术公开了一种钙钛矿X射线探测器。根据本技术的实施例，该钙钛矿X射线探测器包括依次层叠的导电背板、2维钙钛矿层、3维钙钛矿层、准2维钙钛矿层和顶层电极。
[0005]根据本技术上述包括依次层叠的导电背板、2维钙钛矿层、3维钙钛矿层、准2维钙钛矿层和顶层电极的钙钛矿X射线探测器，3维钙钛矿与2维钙钛矿形成异质结，可以降低横向电流串扰、抑制暗电流，在3维钙钛矿层和顶层电极之间形成的准2维钙钛矿层，准2维钙钛矿层不仅能降低整体器件暗电流，而且能有效阻止水、氧分子侵入3维钙钛矿层，提升器件的整体稳定性，由此，该钙钛矿X射线探测器能有效降低横向电流串扰、抑制暗电流，且器件整体的稳定性好。
[0006]另外，根据本技术上述实施例的钙钛矿X射线探测器还可以具有如下技术特征：
[0007]在本技术的一些实施例中，所述准2维钙钛矿层的材料通式为(A)2(M)
x
‑1Pb
x
Br
3x+1
，x取值为2～4，其中，A为PEA、联二噻吩乙胺或丁胺，M为甲脒、甲胺或铯。由此，可以降低器件暗电流和提高器件整体的稳定性。
[0008]在本技术的一些实施例中，所述2维钙钛矿层的材料通式为(B)2PbI4，其中，B为PEA、联二噻吩乙胺或丁胺。由此，可以降低器件暗电流。
[0009]在本技术的一些实施例中，所述3维钙钛矿层的材料通式为MAPbI3。
[0010]在本技术的一些实施例中，所述导电背板包括非晶硅背板、CMOS背板或IGZO背板。
[0011]在本技术的一些实施例中，所述顶层电极包括Al、Ag或Au。
[0012]在本技术的一些实施例中，所述准2维钙钛矿层的厚度为100
‑
150nm。由此，可以降低器件暗电流的作用和提高器件整体的稳定性。
[0013]在本技术的一些实施例中，所述2维钙钛矿层的厚度为150
‑
300nm。由此，可以降低器件暗电流。
[0014]在本技术的一些实施例中，所述3维钙钛矿层的厚度为600
‑
800μm。由此，可以降低器件暗电流。
[0015]在本技术的一些实施例中，所述顶层电极的厚度为15
‑
100nm。
[0016]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0017]本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0018]图1是本技术实施例的钙钛矿X射线探测器结构图；
[0019]图2是本技术实施例的2维/3维异质结界面晶格匹配图。
具体实施方式
[0020]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0021]本技术提出了一种钙钛矿X射线探测器。根据本技术的实施例，参考图1，该钙钛矿X射线探测器包括依次层叠的导电背板100、2维钙钛矿层200、3维钙钛矿层300、准2维钙钛矿层400和顶层电极500。
[0022]需要说明的是，导电背板100和顶层电极500是本领域常规组件，本领域技术人员可根据实际对导电背板100和顶层电极500的具体类型进行选择，例如导电背板100包括非晶硅背板、CMOS背板或IGZO背板，顶层电极包括Al、Ag或Au。
[0023]根据本技术的实施例，在导电背板100上依次层叠2维钙钛矿层200和3维钙钛矿层300，具体地，将2维钙钛矿前驱体溶液涂覆在导电背板100上，在导电背板100上形成2维钙钛矿层200，然后将3维钙钛矿前驱体溶液涂覆在上述2维钙钛矿层200上，从而在2维钙钛矿层200上形成3维钙钛矿层300。2维钙钛矿层200可以使3维钙钛矿沿2维钙钛矿面外方向取向生长，从而使3维钙钛矿层300晶相能保持统一取向，统一取向的3维钙钛矿晶相可以促进外电场下电流的定向传导，并且3维钙钛矿10与2维钙钛矿20形成异质结(如图2所示)，进一步降低横向电流串扰、抑制暗电流。需要说明的是，2维钙钛矿层200和3维钙钛矿层300的材料是本领域常规材料，例如，2维钙钛矿层200的材料通式为(B)2PbI4，其中，B为PEA、联二噻吩乙胺或丁胺；3维钙钛矿层300的材料通式为MAPbI3。
[0024]根据本技术的实施例，参考图1，2维钙钛矿层200的厚度为150
‑
300nm。专利技术人发现，若2维钙钛矿层200的厚度大于300nm，则会抑制面外方向电流传导；若2维钙钛矿层
200的厚度小于150nm，则在大偏压下可能会击穿材料，难以抑制暗电流此，采用本申请的厚度为150
‑
300nm的2维钙钛矿层200可以增强探测器降低器件暗电流的作用。
[0025]根据本技术的实施例，参考图1，3维钙钛矿层300的厚度为600
‑
800μm。专利技术人发现，若3维钙钛矿层300的厚度大于800μm，则器件整体使用时所需的电压过大，且开关比降低；若3维钙钛矿层300的厚度小于600μm，则对x
‑
射线的衰减程度和吸收能力不足。由此，采用本申请的厚度为600
‑
800μm的3维钙钛矿层300可以增强探测器降低器件暗电流的作用。
[0026]根据本技术的实施例，参考本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿X射线探测器，其特征在于，包括依次层叠的导电背板、2维钙钛矿层、3维钙钛矿层、准2维钙钛矿层和顶层电极，所述准2维钙钛矿层的材料通式为(A)2(M)
x
‑1Pb
x
Br
3x+1
，x取值为2、3或4，其中，A为PEA或丁胺，M为甲脒、甲胺或铯；所述2维钙钛矿层的材料通式为(B)2PbI4，其中，B为PEA、联二噻吩乙胺或丁胺；所述3维钙钛矿层的材料通式为MAPbI3。2.根据权利要求1所述的钙钛矿X射线探测器，其特征在于，所述导电背板包括非晶硅背板、CMOS背板或IGZO背板。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨铁斌，邓贤柱，郑策，
申请(专利权)人：无锡极电光能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：