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人工晶体学报2025年第07期:辐射探测器用CsPbBr_3晶体的缺陷研究进展

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李宁;张欣雷;肖宝;张滨滨;

单位:国防科技大学前沿交叉学科学院&南湖之光实验室;陕西师范大学物理学与信息技术学院;苏州大学,放射医学及交叉学科研究院,放射医学与辐射防护国家重点实验室;

摘要:CsPbBr_3晶体因高原子序数、优异的载流子输运性能及室温工作特性,成为新一代半导体辐射探测器的核心候选材料。然而,晶体中的缺陷(如点缺陷、孪晶、夹杂相)会显著影响其性能。本综述系统分析了CsPbBr_3中缺陷的形成机制及其对载流子传输的制约:晶格极化子效应主导本征散射,点缺陷(如Pb间隙原子)通过深能级陷阱加剧载流子复合;铁弹畴(孪晶)因界面势垒导致载流子局域化;夹杂相(如CsPb_2Br_5)通过光散射和非共格界面降低迁移率与电阻率。研究揭示了熔融法与溶液法生长动力学对缺陷分布的差异,并提出了化学计量调控、溶剂工程及退火工艺等优化策略。尽管CsPbBr_3在X/γ射线探测中展现出接近商用CZT的能谱分辨率(如1.4%@662 keV),但缺陷动态演化与离子迁移仍限制了其稳定性。未来需聚焦极化子-缺陷协同机制的分析、精准缺陷调控技术的开发及新型器件结构设计,以推动其在核医学成像、深空探测等领域的实际应用。

关键词:CsPbBr_3晶体;;缺陷调控;;载流子寿命;;极化子;;铁弹畴;;夹杂相