进展一：钙钛矿单晶结晶取向可控生长实现稳定高灵敏X射线探测

      原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202500101

 金属卤化物钙钛矿单晶是下一代X射线探测器的理想候选材料。钙钛矿FAPbI₃具有优异的光电性质和强的X射线吸收，因此使用钙钛矿FAPbI₃单晶制备的探测器可以实现高的X射线探测灵敏度。然而，FAPbI₃单晶的生长取向可控性和环境友好型溶剂生长是未来实现应用要面临的两个关键问题。

  我院钙钛矿材料与器件团队通过设计生物质衍生绿色溶剂γ-戊内酯（GVL）成功生长了高质量和结晶取向可控的钙钛矿FAPbI₃单晶，并详细研究了单晶定向生长和晶体结构演变的内在机制。得益于特定结晶取向的钙钛矿FAPbI₃单晶棒高的载流子迁移率和大的体电阻率，基于该单晶组装的探测器实现了高的X射线探测灵敏度（2.16×10⁵ µC Gy⁻¹ cm⁻²）、高的灵敏度/暗电流密度比（1.93×10⁹ Gy⁻¹ s）和超低的X射线响应电流漂移。以上这些优异的探测性能使探测器即使在低至12 nGy s^-1的X射线剂量率也能够实现高分辨率的X射线成像。这项研究不仅为开发低剂量X射线成像提供了一种新的技术方案，还为低成本、环保地生产X射线探测的核心材料建立了新的策略。该工作近日发表于国际材料学知名期刊《Advanced Materials》上。

  进展二：揭示了铯在卤化物钙钛矿单晶中的作用及其对X射线探测的影响

       原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202504203

 金属卤化物钙钛矿单晶已被证明是一种有前景的X射线探测材料，其中最具代表的钙钛矿MAPbI₃已经在低温下实现了工业级大尺寸单晶的溶液生长，有望用于高性能大面积X射线探测器集成应用。然而，由于钙钛矿MAPbI₃单晶存在电阻率低和离子迁移严重等问题，使得X射线探测器的漏电流高和响应稳定性差，给单晶探测器的实际应用带来了挑战。

  我院钙钛矿材料与器件团队结合理论模拟计算，提出将无机Cs⁺离子引入MAPbI₃单晶，并揭示了Cs⁺对钙钛矿单晶的晶体结构、缺陷态、能带结构、离子迁移和载流子输运的影响。研究结果表明，Cs⁺离子的引入降低了单晶的缺陷态密度，抑制了离子迁移，提高了载流子迁移率，并提高了电阻率。因此，使用优化后的MAPbI₃单晶制备的探测器获得了49847 µC Gy⁻¹ cm⁻²的高X射线探测灵敏度，3.1 nGy s⁻¹的低探测限，150 µs的短响应时间，以及在连续X射线辐照和偏压下展示出了优异的稳定性。这些罕见的探测指标组合使探测器实现了高清X射线成像。这项研究工作为设计高稳定高灵敏的X射线探测器提供了一种新策略。该工作近日发表于国际知名期刊《Advanced Functional Materials》上。

  以上论文的第一作者分别为我院博士研究生储德朋和刘乃铭，通讯作者为我院刘渝城研究员和刘生忠教授，我校为第一署名单位。该工作得到了国家自然科学基金、中国博士后创新人才计划、陕西省重点研发计划、中央高校科研基金、材料科学与工程学院创新团队专项基金、陕西师范大学材料科学与工程学院研究生创新基金等项目的支持。

撰稿：储德朋  刘渝城  审核：刘治科 董芬芬