黃勁松最新Nature：自供電鈣鈦礦光子計(jì)數(shù)探測器具有更好的能量分辨率

主要內(nèi)容

金屬鹵化物鈣鈦礦(MHPs)已被成功地用于太陽能電池、發(fā)光二極管、光電探測器和太陽能燃料中，將光子轉(zhuǎn)換為電荷，反之亦然。

在這篇文章中，北卡羅來納大學(xué)黃勁松團(tuán)隊(duì)展示了自供電的多晶鈣鈦礦光電探測器在光子計(jì)數(shù)方面可以與商用硅光電倍增管(SiPMs)相媲美。盡管深阱限制了電荷收集效率，但鈣鈦礦光子計(jì)數(shù)探測器(PCDs)的光子計(jì)數(shù)能力主要由淺阱決定。

在聚晶三碘化鉛甲基銨中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)能量深度分別為5.8±0.8(meV)和57.2±0.1 meV的淺圈閉，它們停留在晶界和表面。結(jié)果表明，二苯硫的晶粒尺寸增強(qiáng)和表面鈍化可以減少這些淺層圈閉。在室溫下，它極大地抑制了暗計(jì)數(shù)率(DCR)，從每秒每平方毫米>20,000次計(jì)數(shù)(cps mm-2)降低到2 cps mm-2，對(duì)弱光的響應(yīng)比SiPMs更好。該探測器實(shí)現(xiàn)了99.8%的脈沖探測概率和95±5%的內(nèi)量子效率，對(duì)于幾百到幾億入射光子。鈣鈦礦PCDs能夠以比SiPMs更好的能量分辨率收集γ射線能譜，并在高達(dá)85°C的高溫下保持性能。鈣鈦礦探測器的零偏操作使噪聲和檢測性能無漂移。這項(xiàng)研究利用其特性，開辟了鈣鈦礦光子計(jì)數(shù)的新應(yīng)用。

擴(kuò)展數(shù)據(jù)圖12：鈣鈦礦PCDs與CsI(Tl)閃爍體耦合穩(wěn)定性研究

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Ying Zhou, Chengbin Fei, Md Aslam Uddin, Liang Zhao, Zhenyi Ni & Jinsong Huang