【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于x射线探测器，具体涉及一种直接型x射线探测器及其制备方法。
技术介绍
1、x射线是波长范围为10～0.01nm的电磁波，具有很强的穿透能力，被广泛应用于各种医学检查、工业探伤、材料检测、机场安检等各种无损检测中。
2、钙钛矿材料因其原子序数大、带隙可调、缺陷容忍度高、载流子迁移率寿命积高以及可溶液法大面积成膜的优势，在平板x射线探测器领域展现出巨大的应用潜力。在平板x射线探测器制备过程中，为了不破坏tft背板并且获得大敏感区，要求在不超过200摄氏度的温度下实现大面积均匀钙钛矿厚膜(厚度>10微米)的制备，因此我们使用喷涂工艺制备。但是雾化液滴在导电衬底表面浸润性差，导致喷涂膜表面粗糙，覆盖度差；且雾化液滴在衬底表面沉积存在咖啡环效应，严重影响了厚膜表面形貌并制约了x射线探测器的性能提升。因此，探索可低温大面积喷涂制备的x射线探测器件结构并抑制咖啡环效应对高性能x射线探测器具有重要的应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种直接型x射线探测器及其制备方法，能够抑制咖啡环并改善厚膜表面形貌，用于解决现有喷涂制备技术制备的钙钛矿厚膜缺陷多、漏电流大、表面存在咖啡环的技术问题。
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、一种直接型x射线探测器，包括基底，基底上设置有底电极，底电极上设置有无机介电纳米颗粒层，无机介电纳米颗粒层采用颗径10～200nm的无机介电纳米颗粒堆积形成，无机介电
4、优选地，基底为玻璃、聚酰亚胺或晶体管驱动电路。
5、优选地，底电极的厚度为100～1000nm。
6、优选地，无机介电纳米颗粒层的厚度为100～1000nm。
7、优选地，x射线吸收膜的厚度为10～100μm。
8、优选地，顶电极的厚度为20～1000nm。
9、本专利技术的另一技术方案是，一种直接型x射线探测器制备方法，对基底进行预处理；在基底上制备底电极，并对底电极进行图案化；采用旋涂、刮涂或者喷涂的方式将无机纳米颗粒分散液制备到底电极上，经退火处理得到具有无机介电纳米颗粒层的基片；在钙钛矿溶液中添加均三甲苯，钙钛矿溶液与均三甲苯的体积比为(8～10):(1～2)；在100～180℃条件下，采用静电喷涂法或超声喷涂方法将钙钛矿溶液沉积在基片的无机介电多孔层上，制备得到x射线吸收膜；在x射线吸收膜上沉积导电薄膜形成顶电极，完成直接型x射线探测器制备。
10、优选地，退火处理的温度为100～180℃，退火时间为30～60min。
11、优选地，钙钛矿溶液与均三甲苯的体积比为(8～10):(1～2)。
12、优选地，静电喷涂法或超声喷涂方法的喷涂时间为0.5～10小时。
13、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
14、本专利技术一种直接型x射线探测器，通过x射线探测器中底电极和x射线吸收膜之间设置无机介电纳米颗粒层。无机介电纳米颗粒堆叠形成的微纳孔隙可以增强基底对喷涂液滴的吸附，改善钙钛矿薄膜的成膜质量，抑制钙钛矿缺陷的形成，获得均匀致密、稳定性好、厚度可达500微米的钙钛矿x射线吸收层；采用直径10～200纳米的无机介电纳米颗粒层有助于形成具有微纳孔隙结构无机介电纳米颗粒层；具有微纳孔隙结构的无机介电纳米颗粒层可以改善喷涂钙钛矿活性层的成膜质量，并抑制探测器的暗电流，在长时间具有稳定且较低的暗电流，缺陷引起的暗电流得到有效抑制，显著降低探测器的检测限，可应用于医学ct成像、安检以及工业无损探伤。
15、进一步的，用玻璃基底有利于获得结构简单，成本低廉的x射线探测器；采用聚酰亚胺基底有利于获得柔性x射线探测器；采用驱动晶体管为基底可以获得平板x射线成像器件。
16、进一步的，底电极可获得较好的稳定性，并有助于对光生载流子的提取；100～1000nm的厚度可以保证底电极具有良好的导电性和机械性能。
17、进一步的，无机介电纳米颗粒层的厚度为100～1000nm，可以改善钙钛矿活性层的成膜质量，并增强钙钛矿活性层与底电极的附着力。
18、进一步的，x射线吸收膜厚度设置为10～100μm，可以避免膜层的脱落，并保证对高能x射线光子的吸收。
19、进一步的，顶电极的厚度为20～1000nm，可获得较好的稳定性，并有助于对光生载流子的提取；保证底电极具有良好的导电性和机械性能。
20、一种直接型x射线探测器制备方法，所用钙钛矿溶液或钙钛矿前驱液中添加一定体积比的均三甲苯，以抑制咖啡环的形成，以改善厚膜表面形貌；钙钛矿类材料具有较大的x射线吸收界面和较长的载流子输运能力，可以实现高灵敏度的x射线探测器；工艺温度均低于200摄氏度，低于tft驱动电路的工艺温度要求，有利于与tft驱动电路集成构筑大面积平板x射线探测器。此外，较低的工艺温度也使本专利技术所述的直接式x射线探测器与硬质衬底或者柔性衬底结合，获得结构简单、成本低廉的x射线探测器。
21、进一步的，退火处理的温度为100～180℃，退火时间为30～60min，可以有效去除无机介电纳米颗粒层内残留的溶剂。
22、进一步的，静电喷涂法或超声喷涂方法的喷涂时间为0.5～10小时，有助于获得具有足够厚度的x射线吸收膜，实现对高能x射线光子的充分吸收。
23、综上所述，本专利技术直接式x射线探测器具有灵敏度高、x射线剂量检测限低、稳定性好和易于与驱动电路集成等优点，本专利技术的制备方法具有制备工艺温度低、便于与驱动电路集成、厚膜表面平整致密、易于实现大面积器件制备的特点，能够实现x射线平板探测器的批量生产。
24、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种直接型X射线探测器，其特征在于，包括基底(1)，基底(1)上设置有底电极(2)，底电极(2)上设置有无机介电纳米颗粒层(3)，无机介电纳米颗粒层(3)采用颗径10～200nm的无机介电纳米颗粒堆积形成，无机介电纳米颗粒层(3)上设置有X射线吸收层(4)，X射线吸收层(4)用于将X射线转换成电子-空穴对，X射线吸收层(4)上设置有顶电极(5)。
2.根据权利要求1所述的直接型X射线探测器，其特征在于，基底(1)为玻璃、聚酰亚胺或晶体管驱动电路。
3.根据权利要求1所述的直接型X射线探测器，其特征在于，底电极(2)的厚度为100～1000nm。
4.根据权利要求1所述的直接型X射线探测器，其特征在于，无机介电纳米颗粒层(3)的厚度为100～1000nm。
5.根据权利要求1所述的直接型X射线探测器，其特征在于，X射线吸收膜(4)的厚度为10～100μm。
6.根据权利要求1所述的直接型X射线探测器，其特征在于，顶电极(5)的厚度为20～1000nm。
7.一种制备权利要求1至6中任一项所述直接型X射线探测
8.根据权利要求7所述的直接型X射线探测器制备方法，其特征在于，退火处理的温度为100～180℃，退火时间为30～60min。
9.根据权利要求7所述的直接型X射线探测器制备方法，其特征在于，钙钛矿溶液与均三甲苯的体积比为(8～10):(1～2)。
10.根据权利要求7所述的直接型X射线探测器制备方法，其特征在于，静电喷涂法或超声喷涂方法的喷涂时间为0.5～10小时。
...【技术特征摘要】
1.一种直接型x射线探测器，其特征在于，包括基底(1)，基底(1)上设置有底电极(2)，底电极(2)上设置有无机介电纳米颗粒层(3)，无机介电纳米颗粒层(3)采用颗径10～200nm的无机介电纳米颗粒堆积形成，无机介电纳米颗粒层(3)上设置有x射线吸收层(4)，x射线吸收层(4)用于将x射线转换成电子-空穴对，x射线吸收层(4)上设置有顶电极(5)。
2.根据权利要求1所述的直接型x射线探测器，其特征在于，基底(1)为玻璃、聚酰亚胺或晶体管驱动电路。
3.根据权利要求1所述的直接型x射线探测器，其特征在于，底电极(2)的厚度为100～1000nm。
4.根据权利要求1所述的直接型x射线探测器，其特征在于，无机介电纳米颗粒层(3)的厚度为100～1000nm。
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【专利技术属性】
技术研发人员：焦博，李立博，崔兴，李淏淼，吴朝新，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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