Il team del Prof. Pan Xu presso l'Istituto di fisica dello stato solido, l'Istituto di scienze fisiche di Hefei (HFIPS), l'Accademia cinese delle scienze (CAS), in collaborazione con Zheng Xiaojia presso l'Accademia cinese di ingegneria fisica (CAEP) e altri ricercatori, scoperto il notevole potenziale dello ioduro di piombo formamidinio monodimensionale (1D) in fase δ (δ-FAPbI3 ) come materiale avanzato per il rilevamento dei raggi X.
I relativi risultati sono stati pubblicati in ACS Nano .
I materiali di perovskite con eccellenti proprietà optoelettroniche hanno un grande potenziale per il rilevamento diretto dei raggi X, con una sensibilità più elevata di diversi ordini di grandezza e limiti di rilevamento inferiori rispetto agli attuali materiali per rilevatori commerciali, e si prevede che ridurranno drasticamente il tasso di dose di radiazioni nell'imaging radiografico.
Tuttavia, la preparazione di wafer policristallini genera un gran numero di bordi e pori dei grani, il che porta a una grave migrazione di ioni e provoca ulteriormente l'instabilità del dispositivo e la deriva di corrente, limitando gravemente la risoluzione delle immagini dei rilevatori e le future applicazioni commerciali.
In questa ricerca, i ricercatori focalizzano la loro attenzione sulle caratteristiche uniche del δ-FAPbI3 1D . Questo composto della fase gialla possedeva elevate barriere alla mobilità ionica, basso modulo di Young ed eccezionale stabilità a lungo termine.
"Lo consideriamo un candidato ideale per il rilevamento di raggi X ad alte prestazioni", ha affermato Ye Jiajiu, un ricercatore post-dottorato, "Soprattutto i dispositivi wafer densi preparati mediante un processo di pressatura isostatica a freddo possono rilevare i raggi X con elevata sensibilità e bassi limiti di rilevamento ."
Inoltre, i ricercatori hanno fabbricato un imager a raggi X con δ-FAPbI3 di grandi dimensioni wafer integrati su un backplane di transistor a film sottile (TFT), realizzando immagini a raggi X multi-pixel bidimensionali e dimostrando la fattibilità del δ-FAPbI3 rilevatore di wafer per applicazioni di imaging ultrastabili.
Il Prof. Pan ha espresso ottimismo riguardo alle prospettive future di questa tecnologia. "Questo studio fornisce una nuova idea di progettazione e un nuovo sistema di selezione dei materiali per l'applicazione della perovskite nell'imaging a raggi X", ha affermato.
Ulteriori informazioni: Zihan Wang et al, Derivato flessibile della perovskite a bassa dimensione a base di formamidinio per il rilevamento di raggi X sensibile e ultrastabile, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c02476
Informazioni sul giornale: ACS Nano
Fornito dagli Istituti di scienze fisiche Hefei, Accademia cinese delle scienze
