基層動態(tài)

近日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Research》在線發(fā)表了西安電子科技大學(xué)歸國華僑聯(lián)合會秘書長常晶晶教授有關(guān)鈣鈦礦單晶高能X射線探測的研究論文。論文題為《Low Trap Density Para-F Substituted2DPEA₂PbI₄(X = Cl, Br, I) Single-crystals with Tunable Optoelectrical Properties and High Sensitive X-Ray Detector Performance》。博士生狄佳鈺為該篇論文的第一作者，西安電子科技大學(xué)為論文的第一完成單位。

有機-無機雜化鈣鈦礦因其獨特的性能逐漸成為光電器件領(lǐng)域的研究熱點。由于二維有機鈣鈦礦單晶中大的有機分子層與無機分子層交錯的結(jié)構(gòu)，極大地抑制了材料內(nèi)部的離子遷移現(xiàn)象，使得二維有機-無機雜化鈣鈦礦基器件具有更好的器件穩(wěn)定性。相應(yīng)的，大分子有機分子突破了三維鈣鈦礦的籠狀結(jié)構(gòu)，不僅提高了材料的耐濕性，還導(dǎo)致了不同的電學(xué)各向異性輸運特性。本課題通過簡單的溶液法設(shè)計合成了PEA₂PbI₄和p-F-PEA₂PbI₄(X=Cl, Br, I)單晶，首次研究了p-F取代和鹵素陰離子工程的協(xié)同作用。在p-F取代后，晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一的單斜晶系，單晶的缺陷態(tài)密度也顯著降低。通過DFT計算，驗證了具有較大電負性和p-F取代的鹵化物陰離子會增加缺陷形成能。結(jié)果表明，由于π-π堆積和氫鍵相互作用的增強和協(xié)同作用，晶體質(zhì)量得到了很大的改善。

六種鈣鈦礦單晶及對應(yīng)XRD分析

此外，基于PEA₂PbI₄和p-F-PEA₂PbI₄單晶的直接型X射線探測器靈敏度可達~ 120 μC Gy_air^-1·cm^-2，檢出限可達~ 1 μGy_air·s^-1，滿足醫(yī)學(xué)診斷的需要。得益于F離子，高平均原子序數(shù)的p-F-PEA₂PbI₄單晶X射線探測器具有良好的探測性能，并在高劑量率X射線照射下表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性，能夠滿足X射線探測器的長期工作條件。

p-F-PEA₂PbI₄單晶X射線探測器在不同劑量值下的開關(guān)，探測限及大劑量值下的多次開關(guān)

前期，課題組通過采用氟化分子（CF₃-PEABr）和擴散鈍化策略從而有效地鈍化界面缺陷態(tài)，提高薄膜結(jié)晶質(zhì)量，實現(xiàn)了高效穩(wěn)定鈣鈦礦太陽電池。相關(guān)工作以“Synergistic Interface Layer Optimization and Surface Passivation with Fluorocarbon Molecules toward Efficient and Stable Inverted Planar Perovskite Solar Cell”為題，以Research Article形式，也發(fā)表于《Research》上。論文并被選為Research best paper award，被Science官網(wǎng)ScienceAAAS和今日頭條等宣傳報道。

教授簡介：

常晶晶博士，教授，博士生導(dǎo)師，國家級人才，西電僑聯(lián)秘書長。近年來主要從事寬禁帶氧化物半導(dǎo)體電子及光電器件的制備及研究，柔性印刷器件及系統(tǒng)集成，鈣鈦礦光電及探測器件的研究工作等。截止目前，在Science、NatureEnergy、Joule、Research、AppliedPhysicsReviews、AdvancedMaterials、AdvancedEnergyMaterials、AdvancedScience、ACSEnergyLetters、Nano Energy等國際核心期刊上發(fā)表SCI論文200余篇，被引用6500余次，研究成果被ScienceAAAS、AdvancedScienceNews、MaterialsViewsChina、納米人、科技日報、中國科技成果、今日頭條等學(xué)術(shù)網(wǎng)站作為研究亮點進行報道，20余篇文章入選年度熱點文章及ESI高被引文章，同時申請新加坡/國際發(fā)明專利/中國專利60余項，授權(quán)專利12項。所做工作獲陜西省高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)獎一等獎、海南省自然科學(xué)獎二等獎、華為火花獎等。申請人先后主持參與了多項重大項目課題等。入選福布斯中國教育領(lǐng)域30歲以下精英榜單，2018年科學(xué)中國人年度人物電子工程領(lǐng)域提名人，全球頂尖前10萬科學(xué)家排名榜單等。