【技术实现步骤摘要】
本申请涉及x射线探测材料，尤其涉及一种铋基钙钛矿单晶及其制备方法、半导体材料、x射线探测器。
技术介绍
1、x射线探测广泛应用于计算机断层扫描、安检和无损检测等。直接x射线检测作为一种将x射线辐射直接转化为电响应的有效方法，展示了简单的系统配置和高空间分辨率。用于x射线探测的半导体通常是非晶硒(α-se)、非晶硅、多晶碲化镉和pbi2。与这些材料相比，金属卤化物钙钛矿具有高载流子迁移率、长载流子寿命和低陷阱密度等突出的光电特性，可以实现x射线探测的高灵敏度和低检测限。
2、然而，卤化铅钙钛矿中铅元素的存在是一个隐患，因为它会严重损害人脑并威胁生物系统，因为这些含铅化合物在水中的溶解度很高。因此，在实际应用中，有必要用无毒金属代替铅。在所有候选元素中，bi3+与pb2+具有相同的电子构型，且具有高的原子序数(bi为83)，这将有利于x射线的衰减。
技术实现思路
1、本申请提供了一种铋基钙钛矿单晶及其制备方法、半导体材料、x射线探测器，以为现有x射线探测器提供了新的材料。
2、第一方面，本申请提供了一种铋基钙钛矿单晶，所述铋基钙钛矿单晶的化学式为(c10h26n2)bicl5，所述铋基钙钛矿单晶的晶体结构由有机阳离子(c10h26n2)2+和无机结构单元[bicl6]3-组成，晶体中(c10h26n2)2+与[bicl6]3-之间存在库伦作用和氢键相互作用；其中，
3、bi3+离子与6个cl-离子配位形成八面体结构，所述八面体通过共享顶点的方式而连接
4、可选的，所述铋基钙钛矿单晶的晶体结构属于单斜晶系，空间群为p21/n。
5、第二方面，本申请提供了一种制备第一方面所述的铋基钙钛矿单晶的方法，所述方法包括：
6、得到氯化铋溶液；
7、将n,n,n,n-四甲基-1,6-己二胺与第一盐酸进行第一混合，得到第一混合溶液；
8、将所述第一混合溶液逐步加入所述氯化铋溶液中，后进行第一加热溶解，得到第二混合溶液；
9、将所述第二混合溶液进行冷却，以析出晶体，得到铋基钙钛矿单晶。
10、可选的，所述n,n,n,n-四甲基-1,6-己二胺的物质的量n1与所述第一盐酸的体积v1满足关系：n1:v1＝1:(0.5～2)。
11、可选的，所述得到氯化铋溶液，包括：
12、将bi2o3固体与第二盐酸进行第二混合，后进行第二加热溶解，得到氯化铋溶液。
13、可选的，所述bi2o3固体的物质的量n2与所述第二盐酸的体积v2满足关系：
14、n2:v2＝1:(0.5～2)。
15、可选的，所述第一盐酸与所述第二盐酸的浓度均为36wt％～38wt％。
16、可选的，所述第一加热溶解的温度为60℃～120℃，和/或所述第二加热溶解的温度为50℃～80℃。
17、第三方面，本申请提供了一种半导体材料，所述半导体材料包括第一方面所述的的铋基钙钛矿单晶。
18、第四方面，本申请提供了一种x射线探测器，所述x射线探测器的组成包括第三方面所述的半导体材料。
19、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
20、本申请实施例提供的该铋基钙钛矿单晶，该铋基钙钛矿单晶的化学式为(c10h26n2)bicl5，所述铋基钙钛矿单晶的晶体结构由有机阳离子(c10h26n2)2+和无机结构单元[bicl6]3-组成，晶体中(c10h26n2)2+与[bicl6]3-之间存在库伦作用和氢键相互作用；其中，bi3+离子与6个cl-离子配位形成八面体结构，所述八面体通过共享顶点的方式而连接形成1d链状结构，(c10h26n2)2+阳离子组成的棱形柱状笼包裹着[bicl6]3-链。大多数入射的x射线应在实际的材料厚度内被吸收，避免不必要的辐射泄漏和探测效率损失，这意味着在这个能量范围内，x射线的吸收深度必须要小于材料的厚度。其中bi原子序数大，x射线吸收效率高，在x射线探测中具有明显优势。。
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1.一种铋基钙钛矿单晶，其特征在于，所述铋基钙钛矿单晶的化学式为(C10H26N2)BiCl5，所述铋基钙钛矿单晶的晶体结构由有机阳离子(C10H26N2)2+和无机结构单元[BiCl6]3-组成，晶体中(C10H26N2)2+与[BiCl6]3-之间存在库伦作用和氢键相互作用；其中，
2.根据权利要求1所述的铋基钙钛矿单晶，其特征在于，所述铋基钙钛矿单晶的晶体结构属于单斜晶系，空间群为P21/n。
3.一种制备权利要求1或2所述的铋基钙钛矿单晶的方法，其特征在于，所述方法包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述N,N,N,N-四甲基-1,6-己二胺的物质的量N1与所述第一盐酸的体积V1满足关系：N1:V1＝1:(0.5～2)。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述得到氯化铋溶液，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述Bi2O3固体的物质的量N2与所述第二盐酸的体积V2满足关系：N2:V2＝1:(0.5～2)。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一盐酸与所
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一加热溶解的温度为60℃～120℃，和/或所述第二加热溶解的温度为50℃～80℃。
9.一种半导体材料，其特征在于，所述半导体材料包括权利要求1或2所述的铋基钙钛矿单晶。
10.一种X射线探测器，其特征在于，所述X射线探测器的组成包括权利要求9所述的半导体材料。
...【技术特征摘要】
1.一种铋基钙钛矿单晶，其特征在于，所述铋基钙钛矿单晶的化学式为(c10h26n2)bicl5，所述铋基钙钛矿单晶的晶体结构由有机阳离子(c10h26n2)2+和无机结构单元[bicl6]3-组成，晶体中(c10h26n2)2+与[bicl6]3-之间存在库伦作用和氢键相互作用；其中，
2.根据权利要求1所述的铋基钙钛矿单晶，其特征在于，所述铋基钙钛矿单晶的晶体结构属于单斜晶系，空间群为p21/n。
3.一种制备权利要求1或2所述的铋基钙钛矿单晶的方法，其特征在于，所述方法包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述n,n,n,n-四甲基-1,6-己二胺的物质的量n1与所述第一盐酸的体积v1满足关系：n1:v1＝1:(0.5～2)。
...【专利技术属性】
技术研发人员：牛广达，郑光亚，涂冰艳，巫皓迪，逄锦聪，唐江，徐凌，郑志平，
申请(专利权)人：华中科技大学鄂州工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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