【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于x射线探测，具体涉及一种二维钙钛矿x射线探测器及其制备方法。
技术介绍
1、直接式x射线探测器是基于半导体材料将x射线光子直接转化为光电子的探测器件。直接式x射线探测器在医疗ct成像、安全检查、工业无损检测、国防等众多领域被广泛应用。具有高x射线吸收系数、高载流子迁移率寿命积以及优良的大面积厚膜制备能力的半导体材料是实现高性能直接式x射线探测器的关键。目前应用较多的直接式x射线探测材料包括非晶硒和碲锌镉。非晶硒基x射线探测器的性能受到其低x射线吸收系数以及低相变温度的限制。碲锌镉x射线探测器的性能优越，但是大面积碲锌镉厚膜制备技术匮乏制约了其在平板探测器领域的应用。因此，开发x射线吸收系数高、载流子迁移率寿命积大并且可以大面积沉积的新型x射线探测材料是当前学术界和产业界关注的热点前沿问题。
2、近年来，有机无机杂化钙钛矿材料因其高原子序数、高载流子输运能力、缺陷容忍度高以及可溶液制备的优势，在x射线探测领域展示出优良的应用前景。目前的钙钛矿x射线探测器多采用三维有机无机杂化钙钛矿材料。虽然该类材料引因其高x射线衰减系数和优良的载流子输运能力可以获得很高的探测灵敏度，但是三维钙钛矿材料容易同空气中的水分发生反应，导致器件的性能恶化。此外，三维钙钛矿的离子形成能较低，在外电场诱导下容易引起离子导电，进而导致器件的暗电流很大，容易引起积分电容的饱和。最近，由大尺寸有机阳离子和卤化铅构造的二维钙钛矿在x射线探测领域展现出应用前景。因为大尺寸有机阳离子的使用，二维钙钛矿的水氧稳定性和离子迁移问题都得到显著的改善。
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，提供一种二维钙钛矿x射线探测器及其制备方法，用于解决当前二维钙钛矿x射线探测器灵敏度低的技术问题。
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、一种二维钙钛矿x射线探测器，从下至上依次包括基底、叉指电极、无机介电纳米介孔层和二维钙钛矿层，叉指电极刻蚀在基底上，二维钙钛矿层为2-氨甲基吡啶铅溴。
4、优选地，叉指电极的叉指区域面积为1*1～5*5mm2，叉指电极的宽度为5～50μm，叉指电极的间距为20～100μm。
5、更优选地，叉指电极为铟掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡、金、银、铜、铟、镍中的一种或多种的组合。
6、优选地，基底为玻璃、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇中的任一种。
7、优选地，二维钙钛矿层的厚度为10～500μm。
8、优选地，无机介电纳米介孔层由氧化铝或氧化硅纳米颗粒堆叠构成，厚度为50～1000nm。
9、本专利技术的另一技术方案是，一种二维钙钛矿x射线探测器制备方法，包括以下步骤：
10、采用磁控溅射、蒸镀或者刻蚀工艺在基底上制备平面叉指电极作为电极结构，然后采用旋涂或者刮涂方法在叉指电极上制备无机介电纳米颗粒层，最后采用溶液法在无机介电纳米颗粒层上制备2-氨甲基吡啶铅溴二维钙钛矿功能层。
11、优选地，在ito玻璃上刻蚀的平面叉指电极作为电极结构具体为：
12、对ito玻璃基底进行激光刻蚀处理，得到叉指电极，将基底放入ito清洗液和去离子水的混合溶液a中超声清洗15～30min，混合溶液a中ito清洗液：去离子水的体积比为1：20；将基底放入去离子水中超声清洗5～10min；将基底放入丙酮和无水乙醇的混合溶液b中超声清洗15～30min，混合溶液b中丙酮：无水乙醇的体积比为1：1；将基底放入去离子水中煮沸清洗15～30min；将基底放入去离子水中超声清洗5～10min；最后将基底放入去离子水中进行第二次超声清洗5～10min。
13、优选地，采用旋涂或者刮涂方法在叉指电极上制备无机介电纳米颗粒层具体为：
14、对基底进行紫外臭氧处理5～15min，然后控制旋涂转速为1000～6000r/min，旋涂时间为10～60s，旋涂无机介电纳米颗粒分散液，控制退火温度100～150℃，退火处理30～60min。
15、优选地，采用溶液法在无机介电纳米颗粒层上制备2-氨甲基吡啶铅溴钙钛矿功能层具体为：
16、使用2-氨甲基吡啶铅溴粉末或者2-氨甲基吡啶铅溴单晶制备浓度为0.1～0.25mmol/ml的2-氨甲基吡啶铅溴前驱体溶液，将50～150μl浓度为0.1～0.25mmol/ml的2-氨甲基吡啶铅溴前驱体溶液采用滴涂、旋涂或者喷涂的方式沉积在基片上，在100～170℃条件下退火使溶剂完全去除，得到二维钙钛矿x射线探测器。
17、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
18、一种二维钙钛矿x射线探测器，具有较高的探测灵敏度与低检测限的同时，具有良好的环境稳定性，同时可以通过抑制离子导通获得较低的暗电流。
19、进一步的，基底可以玻璃、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇中的一种，有助于构筑刚性探测器也可构筑柔性探测器。
20、进一步的，叉指电极可以是铟掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡、金、银、铜、铟、镍中的一种或多种的组合，叉指电极的宽度为5-50μm，叉指电极的间距为20-100μm，有助于实现对光生载流子的有效提取。
21、进一步的，无机介电纳米颗粒层由氧化铝或氧化硅纳米颗粒堆叠构成，其厚度为50-1000nm，有助于改善厚膜沉积的致密性，也有益于抑制器件暗电流。
22、进一步的，二维钙钛矿层为2-氨甲基吡啶铅溴，其厚度为10-500μm。一方面，2-氨甲基吡啶铅溴中有机/无机界面的能级结构为ii类异质结，有助于抑制光生载流子的复合，提升探测器对于光生载流子的提取；另一方面，10-500μm厚度有助于增强活性层对x射线的吸收。
23、一种二维钙钛矿x射线探测器制备方法，通过溶液方法获得大面积、高灵敏度、低暗电流的x射线探测器制备，并且该工艺方法与工业生产线匹配度高，易于实现批量生产。
24、进一步的，平面叉指电极结构有利于增大探测器功能层对x射线的吸收，进而增大探测器的灵敏度；
25、进一步的，采用旋涂或者刮涂方法制备无机介电纳米颗粒层，一方面旋涂工艺或者刮涂方法与工业产线适配度高，并且易于实现大面积均匀膜层的制备。
26、进一步的，采用溶液法在无机介电纳米颗粒层上制备2-氨甲基吡啶铅溴二维钙钛矿功能层，实现低成本、高质量、大面积的厚膜制备，有助于改善探测器的性能并降低其制造成本。
27、综上所述，本专利技术二维钙钛矿x射线探测器具有灵敏度高、x射线剂量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二维钙钛矿X射线探测器，其特征在于，从下至上依次包括基底、叉指电极、无机介电纳米介孔层和二维钙钛矿层，叉指电极刻蚀在基底上，二维钙钛矿层为2-氨甲基吡啶铅溴。
2.根据权利要求1所述的二维钙钛矿X射线探测器，其特征在于，叉指电极的叉指区域面积为1*1～5*5mm2，叉指电极的宽度为5～50μm，叉指电极的间距为20～100μm。
3.根据权利要求2所述的二维钙钛矿X射线探测器，其特征在于，叉指电极为铟掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡、金、银、铜、铟和镍中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的二维钙钛矿X射线探测器，其特征在于，基底为玻璃、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯醇中的任一种。
5.根据权利要求1所述的二维钙钛矿X射线探测器，其特征在于，二维钙钛矿层的厚度为10～500μm。
6.根据权利要求1所述的二维钙钛矿X射线探测器，其特征在于，无机介电纳米介孔层由氧化铝或氧化硅纳米颗粒堆叠构成，厚度为50～1000nm。
7.一种制备权利要求1至6中任一项所述二维钙钛矿X射线探测器的方法，其特征在
8.根据权利要求7所述的二维钙钛矿X射线探测器制备方法，其特征在于，在ITO玻璃上刻蚀的平面叉指电极作为电极结构具体为：
9.根据权利要求7所述的二维钙钛矿X射线探测器制备方法，其特征在于，采用旋涂或者刮涂方法在叉指电极上制备无机介电纳米颗粒层具体为：
10.根据权利要求7所述的二维钙钛矿X射线探测器制备方法，其特征在于，采用溶液法在无机介电纳米颗粒层上制备2-氨甲基吡啶铅溴钙钛矿功能层具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种二维钙钛矿x射线探测器，其特征在于，从下至上依次包括基底、叉指电极、无机介电纳米介孔层和二维钙钛矿层，叉指电极刻蚀在基底上，二维钙钛矿层为2-氨甲基吡啶铅溴。
2.根据权利要求1所述的二维钙钛矿x射线探测器，其特征在于，叉指电极的叉指区域面积为1*1～5*5mm2，叉指电极的宽度为5～50μm，叉指电极的间距为20～100μm。
3.根据权利要求2所述的二维钙钛矿x射线探测器，其特征在于，叉指电极为铟掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡、金、银、铜、铟和镍中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的二维钙钛矿x射线探测器，其特征在于，基底为玻璃、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯醇中的任一种。
5.根据权利要求1所述的二维钙钛矿x射线探测器，其特征在于，二维钙钛矿...
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