Ruddlesden-Popper (RP) 相层状钙钛矿，并保持 10 12 Ohm.cm的高二极管电阻率，导致高达 0.276 C 的高 X 射线检测灵敏度Gy空气−1 cm −3. 承诺以最小的健康风险进行革命性的医学成像。该团队使用内置电位收集信号，结果支持现有强大的初级光电流设备的运行。探测器产生大量的 X 射线光子感应开路电压作为替代探测机制。这项工作提出了基于低成本、层状钙钛矿薄膜的新一代 X 射线探测器，用于未来的 X 射线成像技术。

固态辐射探测器可以将 X 射线信号(辐射光子)直接转换为电流或电荷，具有卓越的灵敏度和高计数率。这些设备可以胜过正在使用的其他检测技术，以满足医疗和安全应用以及高级光子源设施的关键需求。为了确定器件的探测能力或灵敏度，并在高性能 X 射线探测器中解决暗噪声以上的问题，科学家们必须将反向偏置下的暗电流幅度降至最低，并解决在低 X 射线剂量下产生的电流。

该过程需要高纯度半导体和跨有源区的完全耗尽结，而用于检测的半导体材料也需要坚固耐用。研究人员目前使用高纯度半导体单晶在跨有源区的高电压下工作来满足这些要求。然而，此类探测器需要跨越大厚度(~ 1 cm)的高工作电压，这会导致技术挑战，例如电荷漂移或高制造成本，以在可扩展的成像应用中保持大量单晶。

(Ruddlesden-Popper) 器件的暗电流密度表明，由于 pin 结和其构造中的有效暗电流阻挡层，其暗电阻率为 10 12 Ohm.cm。当他们将设备暴露于 X 射线源时，该团队观察到 X 射线感应电流密度(J x) 零偏压(短路)。类似地，与硅二极管 (~250 mV) 相比，二维器件特征也有助于在短路时在 X 射线曝光下产生更大的 650 mV 开路电压。

为了了解高级检测器的性能，Tsai 等人。深入检查了器件的功率和场相关 JV(电流密度)特性。当他们在各种 X 射线光子通量下绘制 JV 曲线时，器件信号随着光子通量的减小而降低。进一步的观察表明，由于薄膜 pin 结设计，X 射线曝光下的电荷收集效率接近理想。结果表明即使在低剂量暴露下薄膜探测器的效率。由于高载流子密度，器件中产生的高开路电压 (V OC = 650 mV) 进一步表明，当 V OC在实验期间与光子通量成线性比例时，它可用作替代检测参数。

该团队随后通过在 X 射线激发下探测其可见发射信号，测量了钙钛矿薄膜的 X 射线发光光谱。电离电荷重组途径有助于更深入地了解检测器的运行机制。根据观察结果，Tsai 等人。注意到当高能 X 射线激发材料时，电荷会以更高的能量雪崩和电离。然后电荷通过高能量和低能量状态传输以最终收集，产生电信号。该过程允许高 X 射线感应电流信号和高 V OC生成而没有热损失，以证明研究中 X 射线检测的出色性能。

薄膜二维器件架构的另一个优势包括一个大的内置场，这有助于快速提取 X 射线载体。该团队在电压扫描和 X 射线曝光的 30 个周期内稳定了设备的性能，并在偏压和 X 射线曝光下显示了薄膜的稳定性。通过这种方式，Hsinhan Tsai 及其同事开发了一种高质量的层状钙钛矿薄膜，以设计一种有前途的候选者来检测辐射。薄膜设备设计允许高灵敏度和改进的检测限。该装置 在低外部偏压下运行，可稳定检测低能 X 射线和离子，在医学和空间科学中具有广泛的潜在应用。

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