X射线检测在安全筛查、医学成像、质量控制和缺陷检查中至关重要。金属卤化物钙钛矿因其制备简单、光电性能优良、衰减系数高而成为电离辐射探测的理想材料。一方面，为了完全吸收入射的x射线光子，x射线探测器需要相对较厚的活性层。另一方面，在提升了活性层的厚度之后，也需要进一步提高载流子输运能力才能保证较好的探测性能。相对于传统无机半导体，杂化钙钛矿材料的载流子迁移率和寿命还相对较小。为了解决上述问题，武汉大学林乾乾教授团队从提升材料迁移率的角度出发，通过一系列金属离子掺杂并测试其对载流子输运特性的影响，发现Ag离子的掺杂对于其迁移率有着最好的提升效果。于是，我们在钙钛矿前驱体中加入AgI，并系统地研究它们的光电特性，如图1所示，我们发现通过变化AgI掺杂的比例，我们获得了2% AgI 掺杂的最佳掺杂比例。在确定了掺杂方式之后，为了获得具有足够厚度的厚膜，我们采用了喷涂的方式，如图2所示，制备并优化了钙钛矿X射线探测器。结果表明，优化的AgI加入钙钛矿薄膜具有最高的迁移寿命，x射线灵敏度可达3433 μGyair -1cm-2，超低检出限为3.5 nGyair s-1，表明其具有很大的x射线检测潜力。相关成果以标题为“Spray-coating of AgI incorporated metal halide perovskites for high-performance X-ray detection“发表在《Chemical Engineering Journal》。武汉大学物理科学与技术学院硕士研究生贾正林为论文第一作者。
图1. 钙钛矿样品的温度依赖电导率(a)在黑暗中测量，(b)在照明下测量(5 mW cm-2)，(c)载流子动力学和(d)由时间分辨微波电导率确定的迁移率寿命乘积。
图2. 钙钛矿x射线探测器的喷涂工艺示意图及器件结构。
图3. (a)不同AgI浓度x射线探测器的器件性能，(b)优化的x射线探测器的偏置电压相关灵敏度，(c)黑暗和x射线下的J-V曲线，(d)噪声谱，(e)时间响应和(d)优化的AgI掺杂钙钛矿x射线探测器的检测限。
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