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卤化物钙钛矿半导体单晶及核辐射探测器研究进展
1
作者
马文君
张国栋
+3 位作者
孙雪
刘宏杰
刘嘉欣
陶绪堂
《人工晶体学报》
北大核心
2025年第7期1091-1099,共9页
卤化物钙钛矿晶体具有平均原子序数高、载流子迁移率寿命积(μτ)大、易大面积制备、材料体系丰富等优点,已成为一类极具应用前景的新型核辐射探测材料。本文综述了国内外钙钛矿半导体单晶的生长方法及辐射探测器的研究进展。大尺寸高...
卤化物钙钛矿晶体具有平均原子序数高、载流子迁移率寿命积(μτ)大、易大面积制备、材料体系丰富等优点,已成为一类极具应用前景的新型核辐射探测材料。本文综述了国内外钙钛矿半导体单晶的生长方法及辐射探测器的研究进展。大尺寸高质量单晶的可控生长是制备高性能探测器的关键,通过革新晶体生长技术,结合阴阳离子协同掺杂、添加剂辅助工程策略可以显著提升晶体的尺寸和电学性能;钙钛矿半导体单晶在光子计数X射线成像和γ射线能谱分辨中展现出钙钛矿薄膜无法比拟的优势,然而,在进一步提升晶体的本征质量、抑制离子迁移引发的器件稳定性问题,以及优化晶体与像素芯片键合工艺等环节仍面临诸多挑战。未来研究亟需深化晶体结构与性能关系的探索,优化生长工艺参数,创新探测器构型,从而推动卤化物钙钛矿晶体在核辐射探测领域的产业化进程。
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关键词
卤化物钙钛矿
半导体单晶
X射线探测
γ射线探测
晶体生长
核辐射探测器
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职称材料
2~3英寸掺镁近化学计量比钽酸锂晶体生长
2
作者
刘首廷
温旭杰
+7 位作者
韩文斌
李陈哲
宋伟
崔建钢
宋松
李勇
孙德辉
刘宏
《人工晶体学报》
2025年第8期1396-1402,共7页
掺镁近化学计量比钽酸锂(MgO∶SLT)晶体具有优异的非线性光学特性与高抗光损伤阈值,其紫外透光波段可达270 nm左右,在紫外日盲探测和高功率激光变频领域具有重要应用潜力。然而采用富锂组分原料生长该晶体过程中易发生锂挥发及组分偏析...
掺镁近化学计量比钽酸锂(MgO∶SLT)晶体具有优异的非线性光学特性与高抗光损伤阈值,其紫外透光波段可达270 nm左右,在紫外日盲探测和高功率激光变频领域具有重要应用潜力。然而采用富锂组分原料生长该晶体过程中易发生锂挥发及组分偏析问题,导致晶体生长难度较大。本文通过改进提拉法生长装置,采用高压氮气环境和流动气体方案从富锂组分熔体中成功获得直径2~3英寸(1英寸=2.54 cm)SLT和MgO∶SLT单晶。测试结果表明,SLT晶体的锂钽组分比例约为49∶51,比传统同成分钽酸锂晶体中锂组分含量高。采用同样富锂组分熔体所生长的MgO∶SLT晶体,镁浓度Mg/Ta摩尔比约为1.47%,镁元素的有效分凝系数达1.69。MgO∶SLT晶体在270~800 nm保持65%以上的光学透过率,矫顽场降低至2.8 kV/mm。同时,MgO∶SLT晶体沿Z轴方向的室温热导率达到7.34 W/(m·K),较传统掺镁同成分钽酸锂晶体提升了约61.7%。
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关键词
掺镁钽酸锂晶体
近化学计量比
晶体生长
紫外日盲区
非线性光学
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职称材料
辐射探测用金属卤化物钙钛矿单晶闪烁体
3
作者
张磊磊
薛泽旭
+3 位作者
孙炼
刘阳
王鲁凯
王尊刚
《人工晶体学报》
2025年第8期1330-1351,共22页
闪烁体是一种通过粒子辐射或电离射线辐射激发发光的材料,经过100多年的发展,已广泛应用于高能物理、天体物理、辐射成像、国土安全等领域。现市面上所售闪烁体探测器材料大多为NaI∶Tl、LaBr_(3)∶Ce等离子掺杂型发光闪烁体,有易潮解...
闪烁体是一种通过粒子辐射或电离射线辐射激发发光的材料,经过100多年的发展,已广泛应用于高能物理、天体物理、辐射成像、国土安全等领域。现市面上所售闪烁体探测器材料大多为NaI∶Tl、LaBr_(3)∶Ce等离子掺杂型发光闪烁体,有易潮解、自放射性本底、高脆性等缺点,已逐渐不能满足日益复杂的辐射探测应用场景。金属卤化物钙钛矿闪烁材料因结构可调性和化学组分多样性的优势,展现出比传统无机闪烁体更优异的性能。其中金属卤化物钙钛矿单晶具有三维结构长程有序、无晶界、缺陷密度低、环境稳定性好与低成本等特点,在辐射探测领域中展现出更大的优势,成为近年来最具有竞争力的辐射探测发光材料之一。本文从分子结构、材料分类及辐射特性等角度全面总结了金属卤化钙钛矿闪烁单晶及其在辐射探测领域的研究进展,并对其在该领域未来的优化方向进行了展望,旨在使读者综合了解金属卤化物钙钛矿闪烁晶体的辐射特性,为新型闪烁晶体材料选型及结构优化提供新的研究思路。
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关键词
金属卤化物钙钛矿单晶
闪烁体
辐射探测
结构种类
光输出
能量分辨率
衰减时间
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职称材料
题名
卤化物钙钛矿半导体单晶及核辐射探测器研究进展
1
作者
马文君
张国栋
孙雪
刘宏杰
刘嘉欣
陶绪堂
机构
山东大学晶体材料全国重点实验室
出处
《人工晶体学报》
北大核心
2025年第7期1091-1099,共9页
基金
国家自然科学基金(62274103)。
文摘
卤化物钙钛矿晶体具有平均原子序数高、载流子迁移率寿命积(μτ)大、易大面积制备、材料体系丰富等优点,已成为一类极具应用前景的新型核辐射探测材料。本文综述了国内外钙钛矿半导体单晶的生长方法及辐射探测器的研究进展。大尺寸高质量单晶的可控生长是制备高性能探测器的关键,通过革新晶体生长技术,结合阴阳离子协同掺杂、添加剂辅助工程策略可以显著提升晶体的尺寸和电学性能;钙钛矿半导体单晶在光子计数X射线成像和γ射线能谱分辨中展现出钙钛矿薄膜无法比拟的优势,然而,在进一步提升晶体的本征质量、抑制离子迁移引发的器件稳定性问题,以及优化晶体与像素芯片键合工艺等环节仍面临诸多挑战。未来研究亟需深化晶体结构与性能关系的探索,优化生长工艺参数,创新探测器构型,从而推动卤化物钙钛矿晶体在核辐射探测领域的产业化进程。
关键词
卤化物钙钛矿
半导体单晶
X射线探测
γ射线探测
晶体生长
核辐射探测器
Keywords
halide perovskite
semiconductor single crystal
X-ray detection
γ-ray detection
crystal growth
radiation detector
分类号
O782 [理学—晶体学]
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职称材料
题名
2~3英寸掺镁近化学计量比钽酸锂晶体生长
2
作者
刘首廷
温旭杰
韩文斌
李陈哲
宋伟
崔建钢
宋松
李勇
孙德辉
刘宏
机构
济南
大学
出处
《人工晶体学报》
2025年第8期1396-1402,共7页
基金
山东省联合基金项目(ZR2023LLZ008)
山东省自然科学基金重大基础研究项目(ZR2021ZD20)
山东省重大创新工程项目(2023CXGC010110)。
文摘
掺镁近化学计量比钽酸锂(MgO∶SLT)晶体具有优异的非线性光学特性与高抗光损伤阈值,其紫外透光波段可达270 nm左右,在紫外日盲探测和高功率激光变频领域具有重要应用潜力。然而采用富锂组分原料生长该晶体过程中易发生锂挥发及组分偏析问题,导致晶体生长难度较大。本文通过改进提拉法生长装置,采用高压氮气环境和流动气体方案从富锂组分熔体中成功获得直径2~3英寸(1英寸=2.54 cm)SLT和MgO∶SLT单晶。测试结果表明,SLT晶体的锂钽组分比例约为49∶51,比传统同成分钽酸锂晶体中锂组分含量高。采用同样富锂组分熔体所生长的MgO∶SLT晶体,镁浓度Mg/Ta摩尔比约为1.47%,镁元素的有效分凝系数达1.69。MgO∶SLT晶体在270~800 nm保持65%以上的光学透过率,矫顽场降低至2.8 kV/mm。同时,MgO∶SLT晶体沿Z轴方向的室温热导率达到7.34 W/(m·K),较传统掺镁同成分钽酸锂晶体提升了约61.7%。
关键词
掺镁钽酸锂晶体
近化学计量比
晶体生长
紫外日盲区
非线性光学
Keywords
magnesium-doped lithium tantalate crystal
near-stoichiometric ratio
crystal growth
solar-blind ultraviolet region
nonlinear optical
分类号
O78 [理学]
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职称材料
题名
辐射探测用金属卤化物钙钛矿单晶闪烁体
3
作者
张磊磊
薛泽旭
孙炼
刘阳
王鲁凯
王尊刚
机构
核生化灾害防护化学
全国
重点
实验室
出处
《人工晶体学报》
2025年第8期1330-1351,共22页
基金
国家自然科学基金(12405358)。
文摘
闪烁体是一种通过粒子辐射或电离射线辐射激发发光的材料,经过100多年的发展,已广泛应用于高能物理、天体物理、辐射成像、国土安全等领域。现市面上所售闪烁体探测器材料大多为NaI∶Tl、LaBr_(3)∶Ce等离子掺杂型发光闪烁体,有易潮解、自放射性本底、高脆性等缺点,已逐渐不能满足日益复杂的辐射探测应用场景。金属卤化物钙钛矿闪烁材料因结构可调性和化学组分多样性的优势,展现出比传统无机闪烁体更优异的性能。其中金属卤化物钙钛矿单晶具有三维结构长程有序、无晶界、缺陷密度低、环境稳定性好与低成本等特点,在辐射探测领域中展现出更大的优势,成为近年来最具有竞争力的辐射探测发光材料之一。本文从分子结构、材料分类及辐射特性等角度全面总结了金属卤化钙钛矿闪烁单晶及其在辐射探测领域的研究进展,并对其在该领域未来的优化方向进行了展望,旨在使读者综合了解金属卤化物钙钛矿闪烁晶体的辐射特性,为新型闪烁晶体材料选型及结构优化提供新的研究思路。
关键词
金属卤化物钙钛矿单晶
闪烁体
辐射探测
结构种类
光输出
能量分辨率
衰减时间
Keywords
metal halide perovskite single crystal
scintillator
radiation detection
structure type
light yield
energy resolution
decay time
分类号
O734 [理学]
TL812 [理学—晶体学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
卤化物钙钛矿半导体单晶及核辐射探测器研究进展
马文君
张国栋
孙雪
刘宏杰
刘嘉欣
陶绪堂
《人工晶体学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
2~3英寸掺镁近化学计量比钽酸锂晶体生长
刘首廷
温旭杰
韩文斌
李陈哲
宋伟
崔建钢
宋松
李勇
孙德辉
刘宏
《人工晶体学报》
2025
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
辐射探测用金属卤化物钙钛矿单晶闪烁体
张磊磊
薛泽旭
孙炼
刘阳
王鲁凯
王尊刚
《人工晶体学报》
2025
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