All‐Perovskite Integrated X‐Ray Detector with Ultrahigh Sensitivity

材料科学 响应度 灵敏度(控制系统) 钙钛矿(结构) 闪烁体 探测器 量子效率 X射线探测器 光致发光 光电子学 光电探测器 光学 结晶学 电子工程 物理 化学 工程类
作者
Xiaoming Li,Cuifang Meng,Bo Huang,Dandan Yang,Xiaobao Xu,Haibo Zeng
出处
期刊:Advanced Optical Materials [Wiley]
卷期号:8 (12) 被引量:70
标识
DOI:10.1002/adom.202000273
摘要

Abstract Recently, halide perovskites represent potential materials in X‐ray detection via both direct and indirect ways. Generally, thick active materials are necessary to completely absorb X‐ray photons while inefficient carrier collection leads to low device sensitivity. Besides, though perovskite nanocrystal (NC) scintillators can be used with silicon detectors, they suffer from strong reabsorption problem and the responsivity of silicon detectors is usually low. Herein, an effective strategy based on all‐perovskite integrated device is demonstrated to greatly improve the sensitivity of X‐ray detector. On one hand, efficient ultrafast exciton routing within CsPbBr 3 NCs induces a large Stokes shift, and then greatly improved photoluminescence quantum yield (> 50%) and radioluminescence efficiency (> 3‐fold) are achieved. On the other hand, perovskite photodiode (PD) with responsivity higher than 0.4 A W −1 in a wide band is fabricated. The integrated detector takes full advantages of high X‐ray to emission efficiency of engineered CsPbBr 3 NCs and high responsivity of perovskite PDs, respectively, and a record high sensitivity of 54684 µC Gy −1 cm −2 at the dose rate of 8.8 µGy s −1 is achieved. This work undoubtedly opens another window for perovskite X‐ray detectors with better performances or even higher spatial resolution.
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