本發(fā)明屬于核輻射探測(cè)，尤其涉及一種鈣鈦礦復(fù)合材料及其制備方法、和包含其的核輻射探測(cè)器。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前，核輻射探測(cè)技術(shù)在例如核能工業(yè)、醫(yī)療、軍事、空間技術(shù)等許多領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。相應(yīng)地，對(duì)于成本適宜且高性能的核輻射探測(cè)器的需求也日益增加。

2、基于半導(dǎo)體的核輻射探測(cè)器已得到了廣泛的應(yīng)用。在受到核輻射后，半導(dǎo)體由于光電效應(yīng)產(chǎn)生電信號(hào)。通過(guò)監(jiān)測(cè)該電信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)核輻射的探測(cè)。

3、鈣鈦礦材料是一類新興的半導(dǎo)體材料，已用于太陽(yáng)能電池等用途。其具有高的光電響應(yīng)性且成本較低等特點(diǎn)，因此也具有用于核輻射探測(cè)的良好前景。然而，迄今為止，尚未得到高性能的基于鈣鈦礦半導(dǎo)體的核輻射探測(cè)器。

4、對(duì)于高性能的基于鈣鈦礦半導(dǎo)體的核輻射探測(cè)器，存在著發(fā)展的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種用于核輻射探測(cè)的鈣鈦礦復(fù)合材料，其特征在于，所述鈣鈦礦復(fù)合材料包括：

2、3d鈣鈦礦單晶cspbbr3-xix，其中x=0.3~1；和

3、在所述3d鈣鈦礦單晶的部分表面上的0d鈣鈦礦單晶cs4pbbryi6-y，其中y=1~2.5，

4、其中所述0d鈣鈦礦單晶與所述3d鈣鈦礦單晶形成異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。

5、優(yōu)選地，所述0d鈣鈦礦單晶形成完全覆蓋所述3d鈣鈦礦單晶的一個(gè)晶面的單晶層。

6、在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種制備鈣鈦礦復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

7、（1）生長(zhǎng)3d鈣鈦礦單晶cspbbr3-xix，其中x=0.3~1；

8、（2）使用微晶蠟將步驟（1）中的3d鈣鈦礦單晶固定在襯底上并作為掩模暴露所述3d鈣鈦礦單晶的部分表面；

9、（3）將步驟（2）中的所述3d鈣鈦礦單晶及襯底放入0d鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中并在低于所述微晶蠟的熔融溫度的溫度下加熱，以在所述3d鈣鈦礦單晶的所述部分表面上生長(zhǎng)0d鈣鈦礦單晶形成異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，得到在襯底上的鈣鈦礦復(fù)合材料，所述0d鈣鈦礦單晶為cs4pbbryi6-y，其中y=1~2.5；

10、（4）將步驟（3）中的所述在襯底上的鈣鈦礦復(fù)合材料從0d鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中取出，加熱至所述微晶蠟的熔融溫度以上使所述微晶蠟熔化，以使所述鈣鈦礦復(fù)合材料與所述襯底分離。

11、優(yōu)選地，在步驟（1）中通過(guò)在60-100℃加熱3d鈣鈦礦前驅(qū)體溶液制備所述3d鈣鈦礦單晶，所述3d?鈣鈦礦前驅(qū)體溶液為cs和pb的溴鹽和碘鹽的溶液。

12、優(yōu)選地，在步驟（3）中的所述0d鈣鈦礦前驅(qū)體溶液為cs和pb的溴鹽和碘鹽的溶液。

13、優(yōu)選地，步驟（1）中的3d鈣鈦礦前驅(qū)體溶液或步驟（3）中0d鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中前驅(qū)體的濃度為0.8~1.2mol/l，所用的溶劑為二甲基亞砜（dmso）和n,n-二甲基甲酰胺（dmf）的混合溶劑，且兩種溶劑的體積比為dmso:dmf=1:1~1:4。

14、優(yōu)選地，所述襯底為石英片或者硅片。

15、優(yōu)選地，所微晶蠟的熔融溫度為87~92℃。

16、在又一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種核輻射探測(cè)器，其特征在于，所述核輻射探測(cè)器包含：

17、上述鈣鈦礦復(fù)合材料或根據(jù)上述方法制得的鈣鈦礦復(fù)合材料；和

18、分別與所述鈣鈦礦復(fù)合材料中的所述異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)中的所述3d鈣鈦礦單晶和0d鈣鈦礦單晶電學(xué)連接的探測(cè)器電極。

技術(shù)特征：

1.一種用于核輻射探測(cè)的鈣鈦礦復(fù)合材料，其特征在于，所述鈣鈦礦復(fù)合材料包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦復(fù)合材料，其特征在于，

3.一種制備鈣鈦礦復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，步驟（1）中的3d鈣鈦礦前驅(qū)體溶液或步驟（3）中0d鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中前驅(qū)體的濃度為0.8~1.2mol/l，所用的溶劑為二甲基亞砜（dmso）和n,n-二甲基甲酰胺（dmf）的混合溶劑，且兩種溶劑的體積比為dmso:dmf=1:1~1:4。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述襯底為石英片或者硅片。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所微晶蠟的熔融溫度為87~92℃。

9.一種核輻射探測(cè)器，其特征在于，所述核輻射探測(cè)器包含：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種用于核輻射探測(cè)的鈣鈦礦復(fù)合材料，其特征在于，所述鈣鈦礦復(fù)合材料包括：3D鈣鈦礦單晶CsPbBr<subgt;3?X</subgt;I<subgt;X</subgt;，其中X=0.3~1；和在所述3D鈣鈦礦單晶的部分表面上的0D鈣鈦礦單晶Cs<subgt;4</subgt;PbBr<subgt;Y</subgt;I<subgt;6?Y</subgt;，其中Y=1~2.5，其中所述0D鈣鈦礦單晶與所述3D鈣鈦礦單晶形成異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。該鈣鈦礦復(fù)合材料可以用于形成高靈敏度且穩(wěn)定性好的核輻射探測(cè)器。

技術(shù)研發(fā)人員：聶婧,李薦民,李玉蘭,張志強(qiáng),江華,張文劍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：同方威視技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2