Methylamine‐Assisted Preparation of Ruddlesden‐Popper Perovskites for Stable Detection and Imaging of X‐Rays

材料科学 甲胺 钙钛矿(结构) 探测器 光电子学 微晶 X射线探测器 检出限 卤化物 光学 化学 物理 结晶学 无机化学 有机化学 冶金 色谱法
作者
Min Zhang,Deyu Xin,Siyin Dong,Wei Zhao,Shujie Tie,Bing Cai,Qingshan Ma,Qi Chen,Wen‐Hua Zhang,Xiaojia Zheng
出处
期刊:Advanced Optical Materials [Wiley]
卷期号:10 (23) 被引量:27
标识
DOI:10.1002/adom.202201548
摘要

Abstract Sensitive and stable X‐ray detectors are essential for medical diagnostics, nondestructive industrial inspection, and security inspection. Halide perovskite X‐ray detectors are promising for direct X‐ray detection because of their high sensitivity and low limit of detection (LoD). However, their high and unstable dark current, caused by notorious ion migration in hybrid perovskites, limits their performance and long‐term operation stability. Moreover, it is still challenging to prepare high‐quality perovskite with millimeter‐thickness at a large‐scale. In this paper, solid–liquid transition of two‐dimensional (2D) Ruddlesden‐Popper (RP) perovskites enabled by methylamine gas (CH 3 NH 2 ) is first reported. Based on this novel approach, dense RP perovskite films with tunable ion migration and superior electronic features are produced using a lamination process. The tradeoff between stability and detection performance of perovskite X‐ray detectors is successfully solved by tuning the quantum well width of RP perovskites. X‐ray detectors with a sensitivity of 5362.3 µC Gy air −1 cm −2 , LoD of 8.1 nGy air s −1 and highly working stability are achieved simultaneously. Furthermore, single gamma photon detection is realized in the RP perovskite detectors, which further confirms their capability for detecting radiation at ultralow dose rates. This study paves the way for adopting polycrystalline RP perovskites in stable X‐ray detectors.
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