Detectores de rayos X de alta sensibilidad con baja degradación basados en cristales únicos de perovskita de halógeno deuterado

Resumen El cristal único de metilamonio de plomo (MAPbI 3 SC) posee propiedades optoelectrónicas superiores y bajo coste de fabricación, lo que lo convierte en un candidato ideal para la detección de rayos X. Sin embargo, la migración iónica de las perovskitas generalmente conduce a inestabilidad, deriva de corriente oscura e histéresis del detector, limitando sus aplicaciones en tecnologías bien establecidas. Aquí, se informa sobre una serie de detectores de rayos X de MAPbI 3 SC con diferentes grados de deuteración (D x MAPbI 3, x = 0, 0.15, 0.75, 0.99). Al controlar el contenido de deuterio (D) en cationes orgánicos, se pueden controlar la sensibilidad, los límites de detección, la migración iónica y la resistividad del detector, mejorando así su rendimiento. Debido a enlaces de hidrógeno más fuertes (N─D···I), la energía de activación iónica aumenta significativamente a 886 meV. En consecuencia, el detector D 0.99 MAPbI 3 SC muestra una mejora de más de cinco veces, logrando un producto de movilidad-vida útil (µ τ) de 5.39 × 10 −2 cm 2 V −1, con una sensibilidad ultralta de 2.18 × 10 6 µC Gy −1 cm −2 bajo rayos X duros de 120 keV y un límite de detección bajo de 4.8 nGy aire s −1, así como estabilidad a largo plazo. El estudio proporciona una estrategia sencilla para construir sistemas de detección e imagen de rayos X ultrasensibles basados en SC de perovskita.