离子迁移是阻碍金属卤化物钙钛矿(MHP)X射线探测器性能与稳定性的普遍问题。铅锡(Pb-Sn)钙钛矿单晶具有抑制离子迁移的潜力，但在晶体生长过程中面临Sn²⁺易氧化的问题。本文济南大学李宁、首尔国立大学Qingsen Zeng和山东大学陈召来等人开发了一种使用2-甲氧基乙醇(2ME)作为溶剂的低温晶体生长策略，有效抑制Sn²⁺氧化和空位陷阱的形成。所制备的FAPb₀.₅Sn₀.₅I₃(FA = CH(NH₂)₂⁺)单晶显示出高达0.95 eV的离子迁移活化能(Eₐ)，明显高于铅基钙钛矿晶体。因此，探测器表现出低暗电流密度(0.75 nA cm⁻²)、小电流漂移(4.2 × 10⁻⁷ nA cm⁻¹ s⁻¹ V⁻¹)和低检测限(0.81 nGyₐᵢᵣ s⁻¹)，性能优于铅基钙钛矿探测器。此外，该晶体具有高达2.7 × 10⁻³ cm² V⁻¹的载流子迁移率-寿命积(μτ)，使得自供电X射线探测器在0 V偏压下实现8.1 × 10³ μC Gyₐᵢᵣ⁻¹ cm⁻²的高灵敏度。本研究首次报道了基于Pb-Sn单晶的X射线探测器，展示了其在抑制离子迁移和暗电流方面的潜力，有望推动稳定、低剂量X射线检测的发展。
文章亮点：
低温生长策略抑制Sn²⁺氧化：
使用2-甲氧基乙醇(2ME)作为溶剂，将晶体生长温度从>100°C降至<60°C，显著减少Sn²⁺氧化和空位陷阱形成，提升晶体质量。
高离子迁移活化能与低暗电流：
FAPb₀.₅Sn₀.₅I₃单晶的离子迁移活化能高达0.95 eV，暗电流密度低至0.75 nA cm⁻²，电流漂移极小，优于铅基钙钛矿探测器。
自供电高灵敏度与低检测限：
探测器在0 V偏压下实现8.1 × 10³ μC Gyₐᵢᵣ⁻¹ cm⁻²的高灵敏度和0.81 nGyₐᵢᵣ s⁻¹的低检测限，兼具三维钙钛矿的高灵敏度和低维钙钛矿的低噪声优势。
H. Zhao, N. Liu, N. Li, et al. “ Low-Temperature Grown FAPb0.5Sn0.5I3 Single Crystals for Sensitive X-Ray Detectors with Low Dark Current and Detection Limit.” Adv. Funct. Mater. (2025): e17233.
https://doi.org/10.1002/adfm.202517233
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202508/25/50006891.html
