【上图】来自洛斯阿拉莫斯和阿贡国家实验室的研究人员利用2D钙钛矿薄膜开发了x射线探测器，其灵敏度是传统硅基探测器的100倍。信贷:洛斯阿拉莫斯国家实验室
当我听到“钙钛矿”这个词时，我立刻想到了太阳能电池。
在过去的十年中，钙钛矿太阳能电池的效率急剧上升从2009年的约4%上升到2019年的略高于25%。对这些细胞的研究继续迅速发展，我们将在这里介绍这些研究的重点结论(看看我们最最近的一个从2月)。
尽管钙钛矿材料最广为人知的应用是太阳能电池，但它绝不是唯一的应用。为了了解这些材料的潜力，让我们快速了解一下它们的特性。
有机-无机钙钛矿和2D Ruddlesden−Popper
术语“钙钛矿”描述了与钙钛氧化物具有相同类型晶体结构的化合物，这种矿物传统上被称为钙钛矿。
目前研究的大多数钙钛矿材料都是有机-无机铅或卤化锡基的杂化材料，这赋予了它们独特的性能。
“钙钛矿提供了无机和有机半导体特性的组合:其光电特性的化学可调性以及低温和基于溶液的沉积召回有机物;它们相对较高的载流子迁移率、扩散长度和辐射寿命更类似于多晶半导体，”研究人员在一篇论文中写道夫人通信文章．
然而，有机-无机卤素基钙钛矿有一个很大的缺点——它们的3D结构对湿度和光照射的稳定性差。这一不利因素引起了人们的兴趣2D Ruddlesden−Popper钙钛矿．
2D Ruddlesden−Popper钙钛矿表现出3D钙钛矿的大部分关键光伏性能，同时表现出更高的稳定性。特别是作文(BA)2(马)n−1Pbn我3.n＋1受到了特别的关注[BA = CH3.(CH2）3.NH3.和MA = CH3.NH3.]。
尽管钙钛矿材料最初的研究主要集中在能源领域，但在过去十年中，这些材料在光伏应用中的快速改进引起了其他领域科学家的注意，并引发了其他领域的研究。
用于医学成像的钙钛矿
在最近研究，洛斯阿拉莫斯国家实验室和阿贡国家实验室(ANL)的研究人员使用2D Ruddlesden-Popper钙钛矿(BA)2(马)2Pb3.我10创造一种新的x射线探测器原型，可以降低医学成像中辐射损伤的风险。
x射线成像用于许多常规检查，包括牙科检查和乳房x光检查。与其他类型的医学成像一样，x射线成像存在因辐射暴露而造成细胞损伤的风险。用较低剂量的x射线成像可以降低损伤的风险，但这需要一台可以检测较低剂量的探测器。
洛斯阿拉莫斯和ANL的研究人员在ANL使用了同步加速器束线高级光子源研究他们的2D钙钛矿是否可以作为灵敏辐射探测器的基础。根据结果，它们似乎可以很好地应用于这个应用程序。
洛斯阿拉莫斯说，2D钙钛矿探测器的灵敏度是传统硅基探测器的100倍新闻稿解释说。其中，二维钙钛矿探测器灵敏度可达0.276 C Gy空气−1厘米−3，与0.000333 C Gy相比空气−1厘米−3用于研究的硅二极管。
研究人员还发现，钙钛矿探测器不需要外部电源来产生响应x射线的电信号，这使它能够作为一个自供电探测器运行。然而，通过添加一个小电压源，他们发现更厚的薄膜也能很好地工作，这表明钙钛矿探测器的“有用能量范围可以从x射线扩展到低能伽马射线，”新闻稿补充道。
钙钛矿探测器为硅基探测器提供了另一个优势——它们可以用低成本的制造技术生产。
“有可能，我们可以使用喷墨类型的系统来打印大型探测器。”Hsinhan蔡洛斯阿拉莫斯的奥本海默杰出博士后研究员在新闻稿中说。“这将使我们能够用便宜、分辨率更高的钙钛矿替代品取代50万美元的硅探测器阵列。”
该论文发表于科学的进步，是"使用二维分层钙钛矿二极管的敏感和稳健的薄膜x射线探测器(DOI: 10.1126/sciad .aay0815)。