卤化物钙钛矿已成为一种备受瞩目的半导体材料，在光伏与光电子领域虽取得显著进展。然而，三维结构卤化钙钛矿的实际应用受到其结构与化学不稳定性以及其高本征载流子浓度的严重制约。在先进功能材料领域，二维结构卤化钙钛矿因其独特的结构构型和卓越的物理化学性质而吸引了广泛的研究关注。通过将大体积有机间隔阳离子整合到传统三维卤化钙钛矿的骨架中，形成新的二维卤化物钙钛矿不仅展现出类量子阱式的结构可调性，还具有组分多样性等优点。这种固有的可塑性不仅有助于合理设计多种低维结构，而且相较于三维结构卤化物钙钛矿来说显著提升了结构稳定性和环境稳定性。

  典型的二维钙钛矿具有Ruddlesden-Popper（RP）和Dion-Jacobson（DJ）两种结构。与二维RP型钙钛矿相比，在二维DJ型钙钛矿中引入二胺阳离子可有效消除相邻晶胞之间的范德华间隙，从而形成更为刚性的结构构型。这种结构优化促进了无机八面体层之间的更紧密堆积，导致层间间距显著减小。减小的层间间距降低了无机层之间的电荷转移势垒，从而促进了二维钙钛矿器件中高效的电荷传输。这一结构特征显著提升了二维钙钛矿材料的光电子性能，同时增强了其环境与运行稳定性。然而，二维DJ型单晶生长条件苛刻，研究较少，且脂肪族二胺刚性不足，而芳香族二铵既能增强结构刚性，又能缓解介电限域效应，进一步提升载流子传输性能。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.74887

  基于此，刘生忠教授、刘渝城研究员团队选用芳香族二胺2-氨甲基吡啶（2AMPY）阳离子作为有机层，通过溶液法生长出(2AMPY)PbX₄（X=Cl, Br, I）厘米级高质量单晶，并制备了垂直结构探测器，系统研究晶体结构与X射线探测性能的构效关系。芳香族二胺设计通过氢键和嵌入深度优化层间距，其中(2AMPY)PbBr₄单晶具有最高载流子迁移率-寿命乘积，因此单晶   探测器具有高的探测灵敏度（13306 µC Gy^-1 cm^-2）、超的检测限（1.69 nGy s^-1）及高分辨率X射线成像。本研究提出了一种基于芳香二胺阳离子构筑新型二维钙钛矿材料的策略，并基于刚性高纯度单晶的制备，为高性能X射线探测器的开发提供了材料合成方法与结构设计依据，为X射线检测技术提供了富有前景的解决方案。研究成果近日发表于国际材料学知名期刊《Advanced Materials》上。

  文章第一作者为我院博士研究生辛建丽，我院刘生忠教授和刘渝城研究员为共同通讯作者，我校为第一署名单位。该研究得到国家自然科学基金、中央高校科学基金、材料科学与工程学院青年拔尖人才托举计划项目、应用表面与胶体化学教育部重点实验室“搏用人才支持计划”B类项目以及111项目的支持。

撰稿：辛建丽  刘渝城  审核：刘治科