High Yield Solution Growth of FACsPbBr3 Single Crystals with Low Defect Density for Gamma-ray Spectroscopy

材料科学 产量(工程) 分析化学(期刊) 光电子学 化学 色谱法 冶金
作者
Jinsong Huang,Liang Zhao,Ying Chun Zhou,Zimu Shi,Zhenyi Ni,Ye Liu
出处
期刊:Research Square - Research Square
标识
DOI:10.21203/rs.3.rs-1428730/v1
摘要

Abstract Metal halide perovskites are promising candidates for room temperature gamma-ray spectrum detectors, however, it is challenging to grow high-quality single crystals under operation conditions to make them economically competitive to existing materials. Here, we report the growth of centimeter-size formamidinium-cesium lead bromide (FACsPbBr 3 ) single crystals at high yield from low purity (98%) and thus low-cost precursors using a relatively low-temperature solution method. The introduction of FA into CsPbBr 3 reduces defect density in crystals by eliminating the phase transition during the cooling from the growth temperature to room temperature, which significantly improves the yield of crack-free and low trap density crystals. As-grown FACsPbBr 3 exhibits a high resistivity of 9.5×10 9 Ω cm, balanced hole and electron mobility-lifetime products of (2.2–3.2) ×10 − 3 cm 2 V − 1 , a long charge recombination lifetime of 182 ns, and a record low deep trap density of 5.6 × 10 10 cm − 3 , which eventually results in a high charge collection efficiency of 84% under gamma-ray. The FACsPbBr 3 spectrum detectors with an asymmetrical metal electrode configuration have achieved an energy resolution of 2.9% for 662 keV 137 Cs γ-rays. The improved spectrum capability allows them to resolve Pb K α,β X-rays (75–85 keV) for the first time in 137 Cs spectrum. FACsPbBr 3 single crystals show excellent stability under large biases up to 1000 volts, and no degradation of spectrum performance after 7 months.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
完美世界应助zeran采纳,获得10
1秒前
大大卷w完成签到 ,获得积分10
1秒前
柯北完成签到 ,获得积分20
1秒前
1秒前
zyj完成签到,获得积分10
1秒前
123完成签到,获得积分10
2秒前
花开的声音1217完成签到,获得积分10
2秒前
糖丸完成签到,获得积分10
2秒前
opus17完成签到,获得积分10
2秒前
ENIX完成签到 ,获得积分10
3秒前
淡然丹寒完成签到,获得积分10
3秒前
默默完成签到,获得积分20
3秒前
温暖的蚂蚁完成签到 ,获得积分10
3秒前
Leo发布了新的文献求助10
4秒前
CodeCraft应助duidui采纳,获得10
4秒前
复杂惜霜完成签到,获得积分20
4秒前
风中的奎发布了新的文献求助10
4秒前
lan兰完成签到 ,获得积分10
4秒前
Enoch发布了新的文献求助10
4秒前
小青椒应助陌路采纳,获得20
5秒前
王露阳完成签到 ,获得积分10
5秒前
驼驼发布了新的文献求助10
5秒前
阿文发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
明亮元柏应助wddfz采纳,获得10
6秒前
SYSUer发布了新的文献求助10
6秒前
shiyu发布了新的文献求助10
7秒前
Yangaaa发布了新的文献求助10
7秒前
Jasper应助踏实的绣连采纳,获得10
7秒前
现代的绿真完成签到,获得积分10
7秒前
Jasper应助Isabel采纳,获得10
8秒前
初遇之时最暖完成签到,获得积分10
8秒前
Gu0F1完成签到 ,获得积分10
8秒前
癫狂梦醒完成签到,获得积分10
9秒前
YY完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
guihai发布了新的文献求助30
9秒前
陆仓颉完成签到,获得积分10
10秒前
SATone完成签到,获得积分10
10秒前
zhengzehong完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
晶体学对称群—如何读懂和应用国际晶体学表 1500
Problem based learning 1000
Constitutional and Administrative Law 1000
Microbially Influenced Corrosion of Materials 500
Die Fliegen der Palaearktischen Region. Familie 64 g: Larvaevorinae (Tachininae). 1975 500
Numerical controlled progressive forming as dieless forming 400
Rural Geographies People, Place and the Countryside 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5388079
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4510086
关于积分的说明 14034160
捐赠科研通 4420931
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2428520
邀请新用户注册赠送积分活动 1421146
关于科研通互助平台的介绍 1400361