中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)成立于1964年5月,是我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所。发展至今,已形成以探索现代光学重大基础及应用基础前沿、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。研究...
中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)是我国建立最早、规模最大的激光专业研究所,成立于1964年,现已发展成为以探索现代光学重大基础及应用基础前沿研究、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。重...
上海光机所国际合作工作始终围绕上海光机所的主责主业,以服务重大任务和国家需求为牵引,强化目标导向,注重内外集成协同,加强重大国际合作任务的谋划。坚持“战略布局,需求牵引,技术引领,合作共赢”的原则,基于科技部授予的国家国际科技合作基地及本单位学科技术优势,围绕“一带一路”国家倡议,深化拓展与发达国家实质性合作,夯实海外机构建设,积极培育和发起国际大科学计划,加强国际组织任职推荐,组织相关国际会议等,汇聚各类国际人才,建立以“平台-人才-项目-组织”合作模式,融入全球创新合作网络,助力上海光机所成为国际一流科研机构。上海光机所国际合作一直得到所领导的高度重视,历届所长亲自主管国际合作。1972年,上海光机所接待诺贝尔奖的美籍华裔科学家杨振宁,标志着我所第一次对外开放。2007年,被科技部首批授予“科技部国际科技合作基地”。2016年,科技部首次对全国2006-2008年间认定的113家国际合作基地进行了评估,上海光机所获评“优秀”。2021年,科技部首次对全国719家国际合作基地进行了评估,上海光机所持续获评“ 优秀”。王岐山副主席到上海光机所视察时,对上海光机所近几年取得的系列科技成果,以及重大国际合作项目“中以高功...
作为我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所,和首批上海市科普教育基地之一,中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)在致力于科技创新的同时,十分重视科普工作。多年来,上海光机所借助科研院所强大的科普资源优势,围绕光学与激光科学技术,积极开展公众开放日、科普讲座、科技课堂、科普作品创...
超强激光科学卓越创新简报
(第四百四十六期)
2023年11月17日
上海光机所在基于界面工程的高灵敏度CsPbBr3单晶X射线探测器方面取得新进展
近期,中国科学院上海光学精密机械研究所邵宇川研究员团队与华东理工大学开展合作,使用传输层材料BCP稳定Al金属电极,有效抑制离子迁移和电化学反应,大大提高了探测器的高偏压稳定性。相关成果以“Ultrasensitive and Robust CsPbBr3 Single-Crystal X-ray Detectors Based on Interface Engineering”为题发表于ACS Applied Materials & Interfaces上。
X射线广泛应用于医疗诊断、产品质检、科学研究及国防安全等领域。全无机CsPbBr3钙钛矿单晶由于较高的射线吸收能力和高的环境稳定性,在X射线探测领域具有巨大的应用潜力。通常来说,为了实现高探测灵敏度,最有效的办法是提高偏压。但高的偏压往往会造成高的暗电流、严重的基线漂移和大的噪声,无法实现稳定的X射线探测。
在本研究中,通过ToF-SIMS和XPS表征手段,证明了Au/BCP/C60/CsPbBr3/Au和Au/Al/CsPbBr3/Au两种器件结构稳定性差的原因,是电场诱导的离子迁移,从而导致严重的界面电化学反应。为了解决离子迁移所导致的界面反应,研究人员设计出Au/Al/BCP/C60/CsPbBr3/Au探测器结构。在Al/BCP界面层上,BCP分子的吡啶双氮原子可以与Al原子相互作用,从而形成稳定的Al/BCP螯合界面。稳定的Al-BCP螯合层可有效阻挡离子迁移和抑制界面电化学反应,将探测器的实际使用偏压提高至100 V/mm,最终实现了72721 µC Gyair-1 cm-2的灵敏度和15 nGyair s-1的低探测极限。同时,在200 nGyair s-1的低射线剂量下,我们实现了1 mm空间分辨率的X射线成像。界面螯合技术克服了钙钛矿辐射探测器由偏压引起的不稳定性,极大提升了探测器的实际使用性能。同时也展现出钙钛矿辐射探测器在医疗诊断、工业检测和科学研究等领域的应用潜力。
相关工作得到了国家自然科学基金、上海市自然科学基金和上海市探索者项目等基金的支持。
图1 Al-BCP螯合层抑制离子迁移示意图及探测器性能对比图
图2 成像效果示意图
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