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[材料资讯] 罗军华课题组:“光铁电半导体”自驱动X射线探测取得进展

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发表于 2021-9-19 09:30:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
近年来,金属卤化物钙钛矿因其高的X射线吸收系数、大的μτ乘积(μ为载流子迁移率,τ为载流子寿命)、良好的抗辐射损伤能力以及易于加工等特点在X射线探测领域受到了广泛关注。但是迄今为止,高灵敏的无源X射线探测器的研究还鲜有报道。铁电半导体由于其自发极化诱导的体光伏效应能够自发分离光生电子-空穴,在高灵敏的无源X射线探测方面展现了巨大的潜力。

铁电材料

铁电材料
       光铁电体是光生载流子与铁电极化相互耦合表现出优异光电性能的一类铁电材料,在下一代光电器件中具有重要的应用前景。光铁电体展现自发极化和半导体光电导特性,表现出丰富的物理性能,特别是光辐照下产生新颖的光铁电现象,如铁电光伏效应、光折变和光致形变效应等。中科院福建物构所结构化学国家重点实验室“无机光电功能晶体材料”罗军华研究员团队以创制强光电耦合的新型光铁电晶体材料为主要目标,成功设计制备出系列铁电极化与半导体光生载流子耦合的杂化光铁电体,开辟了杂化“光铁电半导体”研究新领域;发展出新一代铁电极化驱动的光电探测技术、高灵敏偏振探测技术及高性能高能射线探测技术。在前期工作基础上,以典型的二维单层杂化钙钛为模板,引入无机Cs+离子,通过维度重构获得一例二维多层铁电半导体化合物。研究表明,二维多层结构增强了材料的量子阱厚度,有效提升了材料的电子电导率及载流子迁移率;同时在X射线辐照下,铁电极化所诱导的体光伏效应(~0.5 V)促进光生电子-空穴的自发分离,零偏压下实现了高灵敏的无源自驱动X射线探测,其灵敏度高达~410 μC Gy-1 cm-2。该工作为设计无源高能射线光电探测材料提供了新的研究思路,相关研究成果发表在《德国应用化学》 (Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202108145)上,姬成敏副研究员为该论文的第一作者。
       论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202108145


         
       文章来源:福建物构所     
      罗军华,中科院福建物质结构研究所研究员,博士生导师,国家杰出青年基金获得者。1992年本科毕业于江西师范大学化学系;2003年获中科院物构所博士学位,师从洪茂椿院士;2003-2005年先后在美国北卡州立大学和佛罗里达大学从事博士后研究;2006-2009年获美国洛斯阿拉莫斯国家实验室 (Los Alamos National Laboratory) Fellowship资助在中子衍射中心从事研究。分别在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Adv. Funct.Mater., PNAS, Nat.Commun., Chem. Sci.等国际知名期刊上发表SCI论文150多篇,多次受邀为美国化学会(JACS, CG&R和IC), 英国皇家化学会(CC, Dalton, JMC和CrystEngComm)和Wiley-VCH InterScience (Adv. Mater., EurJIC和Chemistry - An Asian Journal)审理稿件;多次受邀在国际学术会议如国际配位化学会议、美国化学学会和材料学会年会上报告相关工作。先后受聘担任美国《Crystal Growth & Design》杂志Topic Editor和中国化学快报副主编。主要从事无机/有机杂化半导体光电功能晶体材料,分子基铁电和相变晶体材料以及非线性光学晶体材料的研究,发展了系列无层状习性的硼酸盐和磷酸盐无铍深紫外非线性光学晶体材料,创新性地设计合成了基于固体对称性破缺构筑的具有非心结构的非线性倍频开关、铁电和铁电半导体等光电功能晶体材料。


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