12月10日2020年
钙钛矿材料是由与金属相亚博网站下载连的有机化合物构成的。这些材料由于亚博网站下载其结构和性能占据了材料研究的前沿,并适用于广泛的应用,如激光、太阳能电池、光电探测器和LED灯。
LPMC的3.8千克大CH3NH3PBBBBR3晶体生长用于高能γ射线检测。Rubik Cube接下来设置比例。图片信用:LászlóForró(EPFL)。
光电检测或光检测应用对研究人员来说是特定的兴趣EPFL现在已经创造了一个佩洛夫斯的基本科学学亚博老虎机网登录院,具有检测伽玛光线的能力。由教授Lászlóforró和andreasPautz的实验室领导的研究人员报告了他们的研究先进的科学亚博老虎机网登录日报》。
这种光伏钙钛矿晶体,以千克大小生长,是游戏规则的改变者。你可以把它切成薄片,就像硅一样,用于光电应用。在这篇论文中,我们展示了它在伽马射线探测中的应用。
László Forró, EPFL基础科学学院教授亚博老虎机网登录
监测伽马射线
γ射线是一种从原子核的放射性衰减发射的穿透电磁辐射,例如,在核或超胃部爆炸中。由于它们处于电磁频谱的最短端,因此伽马射线倾向于具有最高能量和最高频率。
因此,它们几乎可以渗透到任何一种材料中,并在工业、国土安全、环境监测、天文学、研究、核电站甚至医药领域找到广泛的应用,以识别和监测骨质疏松症和肿瘤。
然而,由于伽马射线可能损坏生物组织,因此要关注它们是必不可少的。这需要便宜,可靠,简单的伽马射线探测器。EPFL研究人员创建的Perovskite基于甲基铵铅三溴化物(MAPBBR3.)晶体,似乎是合适的候选人,满足所有这些需求。
清晰的优势
钙钛矿最初是作为晶体“生长”的,晶体的清晰度和质量决定了材料在形成可用于太阳能电池板等设备的薄膜时的效率。
由EPFL研究人员开发的钙钛矿晶体具有非常低的杂质和高清晰度。当在晶体上测试伽马射线时,发现它们产生了具有高“移动寿命产品”的光载体——这是辐射探测器质量的衡量标准。简单地说,这种新型钙钛矿仅通过电阻率测量就能在室温下有效地探测伽马射线。
更便宜和可扩展的合成
的MAPbBr3.形成“金属卤化物”普罗脂类的一部分 - 与市场领先的晶体相比,可以从低成本和丰富的原材料中生长其晶体。亚博网站下载合成在靠近环境温度的溶液中发生,无需高成本设备。app亚博体育
这肯定不是为伽马射线检测开发的第一个钙钛矿。然而,用于此目的的大多数实验室生长的金属卤化物钙酸盐的体积仅限于近1.2mL,这很难可扩展到商业水平。
但EPFL的研究人员还设计了一种独特的技术,称为“定向晶体-晶体共生”,这使他们能够生产1升总重3.8公斤的晶体。
就个人而言,我非常喜欢在凝聚物物理,化学和反应堆物理学的共同面段中工作,并了解这一合作可能导致我们社会的重要应用。
Pavao Andričević,研究首席作者,EPFL基础科学学院亚博老虎机网登录
这项研究由瑞士国家科学基金会和ERC高级基金“PICOPROP”资助。亚博老虎机网登录
期刊参考:
andričević,p.,等。(2020)用于伽马射线剂量测量的卤化卤素钙酸盐的千范尺晶体发生。先进的科学亚博老虎机网登录。doi.org/10.1002 / adds.202001882.。
来源:https://www.epfl.ch/en/