赵奎课题组：大尺寸高质量二维钙钛矿单晶的X射线探测器研究中取得新进展

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有机无机杂化钙钛矿材料具有较低的缺陷态密度、较长的载流子寿命、较高的载流子迁移率和低的制备成本等优点，近年来在高能X射线的探测领域得到了越来越多的关注。与常见的三维钙钛矿和单胺基Ruddlesden-Popper (A)2A’n-1MnY3n+1二维钙钛矿相比，直链双胺阳离子的AA’n−1MnX3n+1是一种新型二维钙钛矿，兼有出色的载流子传输和稳定性。然而，其光电特性尚未被完全探究清楚，且缺乏大尺寸高质量的单晶材料用于光电器件应用。

        近日，陕西师范大学赵奎教授（刘生忠教授团队）联合南京工业大学陈永华教授采用了了一种优化的降温结晶方法（modified temperature crystallization method），成功生长出厘米尺寸的二维结构钙钛矿(BDA)PbI4单晶。光电性质研究表明(BDA)PbI4单晶的缺陷态密度低至3.1×109 cm-3，基于(BDA)PbI4单晶材料的X射线探测器获得了242 μC Gyair-1 cm-2的灵敏度、430 nGyair s-1的低探测极限、7.3 ms的短响应时间、6.06 ×10-9 nA cm-1 s-1 V-1的低暗电流基线漂移、以及较好的稳定性。上述结果说明基于直链双胺阳离子的AA′n−1MnX3n+1型二维钙钛矿单晶在X射线探测方面具有较大的应用研究价值。
        相关研究成果以题“Centimeter-sized Single Crystal of Two-Dimensional Halide Perovskites Incorporating Straight Chain Symmetric Diammonium Ion for Efficient X-ray Detection”发表在知名期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。南京工业大学硕士研究生沈悦和我院博士研究生刘渝城为论文的并列第一作者，我院刘生忠教授、赵奎教授和南京工业大学陈永华教授为共同通讯作者。
        论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202004160


        文章来源：陕西师范大学
       赵奎,1983年5月生，陕西师范大学副教授，硕士生导师。中科院长春应化所博士，阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）博士后。主要从事薄膜太阳电池、大尺度制备和相变研究。承担和参与国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目6项。在SCI期刊上发表论文50余篇，其中一区论文45篇。在国际重要学术刊物如Joule，Energy Environ. Sci.，Adv. Mater.上发表论文多篇，申请国家发明专利5项。
       刘生忠，男，1963年生，宁夏平罗人。陕西师范大学教授、国家特聘教授。1983年获陕西师范大学理学学士学位，1986年获兰州大学理学硕士学位，1992年获美国西北大学工学博士学位。刘生忠教授研究领域集中在纳米材料、薄膜材料、太阳能光伏材料、电光薄膜的电化学沉积、激光表面处理和光伏技术的开发、放大和生产。研究成果发表在世界著名刊物上，包括美国的《Science》和英国的《Nature》。研究成果引起了广泛重视，其发表在《Science》上的C60分子结构被国际著名杂志长期用作封面照片，发表在英国《Nature》上的成果被许多报纸、刊物报道评论，多篇论文成为被“最多引用的论文”（most cited paper）。主要发明和专利中有多项已转化成工艺和产品，其它大部分被应用在生产上，其中“透明太阳能薄膜电池”荣获号称“发明家的奥斯卡奖”的“世界最佳发明奖”（R&D 100）。1998年入选“世界科学家工程师名人录”。2011年，刘生忠教授入选国家创新人才长期项目。