近日，理学院新材料研究中心在柔性钙钛矿体系的设计与性能研究方面取得重要进展，在工程领域国际权威期刊Chemical Engineering Journal（中科院一区TOP期刊，影响因子13.4，在ENGINEERING, ENVIRONMENTAL学科排名3/83）发表题为“Wearable radiation monitoring: exploration of A2BX6 perovskite detector screening based on machine learning and DFT Chemical Engineering Journal（面向可穿戴辐射监测：基于机器学习和DFT的A2BX6钙钛矿探测器筛选）”论文，共同第一作者为2023级硕士研究生拓娅莉、杜钰玺，通讯作者为陈长城教授、芦鹏飞教授。
(左图) 研究采用的筛选流程，(中图) Cs2BX6型钙钛矿材料结构及容忍因子计算的A位元素稳定性关系图，(右图) 可穿戴应用紫外线剂量计及安全辐射测量示意图。
近年来，双钙钛矿材料因其出色的辐射灵敏度、可调带隙和环境稳定性，在可穿戴辐射检测方面显示出巨大的潜力。在这项工作中，使用机器学习方法初步筛选合适的双钙钛矿候选物，然后进行第一性原理计算，以进一步评估它们对可穿戴应用的机械适用性。四种最佳材料Cs₂HfI₆, Cs₂TeBr₆, Cs₂TiCl₆,和Cs₂SnCl₆ 被选中进行深入研究。系统研究了它们的机械性能、电子结构、载流子输运特性和光学性能，以评估它们在可穿戴辐射探测器中的可行性。所选材料具有适当的杨氏模量（~10 GPa）与人体组织的模量非常匹配，这使得它们能够与曲面进行共形接触，并在超过10%的应变下具有机械耐久性。材料的低载流子有效质量表明电荷传输增强，这可能有助于提高电荷收集效率。器件结构和操作机制的示意图说明了辐射检测、电荷载流子生成和信号读出的过程。采用SCAPS-1D模拟来模拟实际条件下的设备性能，证实了将所选材料集成到可穿戴辐射传感器中的可行性，并为设备优化提供了关键见解。
期刊链接：
https://www.sciencedirect.com/journal/chemical-engineering-journal
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.166794
参考消息来源：西安建筑科技大学理学院
