CN112853487B - 一种用于核辐射探测成像的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法 - Google Patents

一种用于核辐射探测成像的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于核辐射探测成像的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法，包括步骤如下：将带有镂空阵列的掩模版置于经预处理的CsPbBr3(CPB)衬底上；之后将钙钛矿前驱体溶液转移至掩模板上，覆盖整个掩模板表面，控制相对湿度为30％‑50％，待溶剂挥发完后，将掩膜版与衬底分离，得到带有掩膜版的单晶阵列，即为大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列。本发明的方法，可以生长得到大面积的、结晶取向一致的钙钛矿单晶阵列，并且通过控制掩模板镂空阵列的大小，得到不同尺寸的钙钛矿单晶晶粒。

Description

一种用于核辐射探测成像的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵 列的外延生长方法
技术领域
本发明涉及一种用于核辐射探测成像的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法，属于钙钛矿阵列制备技术领域。
背景技术
核辐射探测成像技术是以高能放射性射线(如X射线)作为媒介，获得以图像形式展现的检测对象的结构或功能信息，为相应行业提供各种信息对所观察对象进行诊断、检测和监测的技术手段，广泛应用于医学成像，海关安全检查，工业产品质量监控，核探测等领域。探测器是射线成像设备的重要组成部分。探测器需要满足以下6点要求：(1)高灵敏度：图像清晰；(2)高分辨率：分辨能力强；(3)低检测限：减小辐射剂量；(4)高稳定性：性能稳定且长时间使用；(5)高质量：减少缺陷对载流子俘获；(6)大的面积：吸收大尺寸焦斑射线。因此，用于核辐射探测的材料需要满足以下4点要求：1、比较高的平均原子序数(Z):对射线吸收强；2、比较高的相对电阻率(ρ)：漏电流小；3、适当宽的禁带宽度(Eg)：可在室温工作；(4)较大的载流子迁移率寿命积(μτ)和载流子迁移率：分辨率高。
近年来，铅卤钙钛矿由于其优异的光电性质被广泛的应用在太阳能电池、发光二极管、光探测器等领域，同时钙钛矿也是一种优秀的核辐射探测材料。钙钛矿由Pb，I，Br，Cs，Bi等重元素组成，具有大的平均原子序数，高的相对电阻率，较大的载流子迁移率寿命积，高灵敏度，高稳定性，可以用于制备高质量大面积的器件。现在X射线探测器的最高灵敏度保持者是由华中科技大学的唐江用热压法得到的准单晶CsPbBr3薄膜测得的55684μC Gy-1cm-2，但其所制造的探测器是单像素点探测器，需要不断移动探测器才能成像，探测范围小，功能单一，无疑增加了工作的繁琐(参见：Pan W,Yang B,Niu G,et al.Hot-PressedCsPbBr3 Quasi-Monocrystalline Film for Sensitive Direct X-ray Detection[J].Advanced Materials,2019,31(44):1904405.)。2017年韩国三星集团首次报道了可打印的有机金属钙钛矿可实现大面积、低剂量X射线成像，其制备出可印刷的多晶钙钛矿具有大颗粒的棱角，其形貌和光电性能可与单晶相媲美，但由于像素点之间相连，串扰问题仍需解决(参见：Kim Y C,Kim K H,Son D Y,et al.Printable organometallic perovskiteenables large-area,low-dose X-ray imaging[J].Nature,2017,550(7674):87-91.)。2018年美国加州大学圣地亚哥分校Sheng Xu等利用光刻辅助外延生长的方法制造高质量的杂化钙钛矿MAPbr3单晶阵列(参见：Lei Y,Chen Y,Gu Y,et al.Controlledhomoepitaxial growth of hybrid perovskites[J].Advanced Materials,2018,30(20):1705992.)。得到的单晶阵列大小一致，表面平整，方向一致，是制作多像素点X射线探测器的优良材料，但该生长阵列所使用的方法较为复杂，而且所得到的阵列不能与衬底分离，极大的限制了它的应用。
中国专利文献CN110676381A提供了一种图案化钙钛矿单晶阵列的制备方法，包括步骤：将钙钛矿前驱液通过浸润性辅助的涂布法图案化形成点阵阵列；通过基于奥氏熟化的结晶流程，将图案化的钙钛矿前驱液阵列结晶为图案化的钙钛矿单晶阵列。但需要进行多次循环生长才可得到阵列，且需要反溶剂的加入，生长较为复杂。得到的阵列存在形状各异，大小不一致，面内取向不一致的问题，可能会因晶体的各向异性，导致光电器件各个像素点之间性能存在差异。中国专利文献CN108963001A提供了一种定位生长钙钛矿薄膜阵列的方法，其是对带有绝缘层的硅衬底进行表面疏水性处理后，再通过紫外曝光光刻技术，在衬底上定位需要生长钙钛矿薄膜阵列的区域，形成具有阵列窗口的光刻胶层，然后利用氧等离子体轰击衬底，使窗口区域亲水化；最后去除光刻胶，旋涂钙钛矿前驱体溶液并退火，即形成钙钛矿薄膜阵列。该专利生长阵列所使用的方法需要搭配光刻技术以及旋涂技术，步骤较为复杂。得到的阵列为多晶薄膜阵列，非单晶薄膜，缺陷多，因此，光电转换效率较低。
因此，有必要开发一种成本低，简单高效，高品质的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的制备方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于核辐射探测成像的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法。本发明以溴铅铯(CsPbBr3，CPB)为衬底，利用不同尺寸的掩模版，可在CPB衬底上直接外延生长出大面积的、结晶取向一致的卤族钙钛矿单晶阵列；并且通过控制掩模板镂空阵列的大小，得到不同尺寸的钙钛矿单晶晶粒。本发明的方法具有成本低、简单、高效、方便、快捷的优点。
术语说明：
室温：具有本领域公知的含义，指25±5℃。
本发明的技术方案如下：
一种用于核辐射探测成像的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法，包括步骤如下：
将带有镂空阵列的掩模版置于经预处理的CsPbBr3(CPB)衬底上；之后将钙钛矿前驱体溶液转移至掩模板上，覆盖整个掩模板表面，控制相对湿度为30％-50％，待溶剂挥发完后，将掩膜版与衬底分离，得到带有掩膜版的单晶阵列，即为大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列。
根据本发明优选的，所述的掩模版的材质为铜、钼、硅、聚对二甲苯或聚酰亚胺。
根据本发明优选的，所述的掩模版为正方形，所述的掩模版的厚度为20μm～2cm，所述的掩模版的尺寸为5mm×5mm～10cm×10cm。
根据本发明优选的，所述的掩模版的各镂空单元的尺寸为20μm×20μm～200μm×200μm；相邻镂空单元之间的间距为20μm～1mm。
根据本发明优选的，所述的掩模版需疏水性处理后使用；优选的，所述的掩模版的疏水性处理步骤为：首先，将掩模板在乙醇中超声清洗40分钟，以去除表面杂质；然后将清洗后的掩模板放入培养皿中，并在培养皿上滴加100-200μL疏水剂十八烷基三氯硅烷OTS；随后将培养皿放入真空干燥柜中，抽真空至10-3pa，在160℃下保温2h；最后，将掩模板分别在正己烷和异丙醇中超声清洗20分钟，干燥备用。
根据本发明优选的，所述的CsPbBr3(CPB)衬底为正方形，所述衬底的尺寸没有特殊要求，大于掩膜版的尺寸，确保掩膜版在衬底范围内即可；优选的，所述的CsPbBr3(CPB)衬底按照下述方法制备得到：将大尺寸CsPbBr3晶体进行定向，定出<010>方向，然后沿着该方向进行切割，得到CsPbBr3(010)衬底；所述大尺寸CsPbBr3晶体的制备参照专利文献CN110219046A(申请号：201910471346.2)制备。
根据本发明优选的，所述的CsPbBr3(CPB)衬底的预处理方法为：先用1200目的粗砂纸对衬底进行抛光，以去除衬底表面的线切割所造成的划痕，然后用7000目的细砂纸进行细抛，最后用粒度为0.05μm氧化铝抛光粉进行精抛，抛光完毕后，用乙醇将CPB衬底清洗干净，干燥备用。
根据本发明优选的，所述的钙钛矿前驱体为CsPbBr3、MAPbBr3、MAPbBr3-zXz或MAPb1-yNyBr3，其中X为氯或碘，N为锡或铋，y为0-0.5且y不为0，z为0-1且z不为0；所述的钙钛矿前驱体溶液是将钙钛矿前驱体原料加入溶剂中得到的，所述钙钛矿前驱体原料的总质量为溶剂质量的20-50％；所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)；
进一步优选的，所述的钙钛矿前驱体为CsPbBr3时，所述的钙钛矿前驱体溶液是将CsBr与PbBr2按照摩尔比1：1的比例加入溶剂中得到的；
进一步优选的，所述的钙钛矿前驱体为MAPbBr3时，所述的钙钛矿前驱体溶液是将MABr与PbBr2按照摩尔比1：1的比例加入溶剂中得到的；
进一步优选的，所述的钙钛矿前驱体为MAPbBr3-zXz，X为Cl或I，z为0-1且z不为0，所述的钙钛矿前驱体溶液是将MABr，PbBr2与PbX2按照摩尔比1：(1-z/2)：z/2的比例加入溶剂中得到的；
进一步优选的，所述的钙钛矿前驱体为MAPb1-yNyBr3，N为锡或铋，y为0-0.5且y不为0时，所述的钙钛矿前驱体溶液是将MABr，PbBr2与NBr2按照摩尔比1：(1-y)：y的比例加入溶剂中得到的。
根据本发明优选的，所述钙钛矿前驱体溶液的转移采用滴定、喷墨或涂布的方式进行。
根据本发明优选的，所述钙钛矿前驱体溶液的所需转移量，能够完全覆盖掩模板即可。
根据本发明优选的，溶剂的挥发为室温下进行；或者外加温场控制溶剂挥发速度，所述外加温场的温度为0-80℃；在溶剂挥发过程中，钙钛矿进行外延生长，得到单晶阵列。
本发明还提供了上述方法制备得到的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列。
根据本发明，上述大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的应用，用于制备X射线探测器，或作为籽晶用于逆温结晶生长大面积金属卤化物钙钛矿厚膜。
根据本发明，所生长的整个钙钛矿单晶阵列尺寸可随掩模板尺寸的变化而变化，整个钙钛矿单晶阵列尺寸的变化区间为5mm～10cm；单个钙钛矿晶粒的尺寸可随掩膜版上镂空单元尺寸的变化而变化，变化区间为20μm～200μm。本发明的方法可以在硅片，金属，有机柔性掩膜版上直接外延生长出大面积的且结晶取向一致的钙钛矿单晶阵列，以垂直于掩模板上表面的高度计，生长的钙钛矿单晶阵列为几十到数百微米的单晶阵列。
本发明的原理如下：
本发明以CsPbBr3单晶为衬底，通过在衬底上加掩模板，可实现大面积卤族钙钛矿单晶阵列的生长。这是因为溴铅铯(CsPbBr3，CPB)晶体，Pnma空间群，晶格常数为
Figure BDA0002880777640000041
Figure BDA0002880777640000042
溴铅甲胺(MAPbBr3，MAPB)晶体，
Figure BDA0002880777640000043
空间群，晶格常数为
Figure BDA0002880777640000044
CPB和MAPB晶格如图1所示，在图1中可以看出，在CsPbBr3单位晶胞中[100]方向相邻Pb原子之间的长度等于MAPbBr3晶胞[101]方向相邻Pb原子之间的长度，晶格失配率为1.5％。因此，CsPbBr3单晶材料作为基板可达到与卤化物铅基钙钛矿更好的晶格匹配关系，有利于卤化物铅基钙钛矿单晶薄膜在基板上大面积生长。
本发明的技术特征及有益效果如下：
1、本发明以溴铅铯(CsPbBr3，CPB)为衬底，利用不同尺寸的掩模版，可在CPB衬底上直接外延生长出大面积的、结晶取向一致的高质量卤族钙钛矿单晶阵列，并且通过控制掩模板镂空单元的大小，得到不同尺寸的钙钛矿单晶晶粒。
2、本发明方法可以更换不同的前驱体溶液，实现不同成分的钙钛矿阵列生长。可以MAPB前驱体溶液换成CPB溶液，进行CPB阵列的生长，也可以对MAPB前驱体溶液进行掺杂，实现混氯，碘，锡或铋单晶杂化钙钛矿阵列的生长。本发明的方法中，需要控制钙钛矿前驱体原料与溶剂的质量比，如果钙钛矿前驱体原料与溶剂的质量比较低，所得前驱体溶液会溶解衬底，不利于阵列的生长，若如果钙钛矿前驱体原料与溶剂的质量比较高的话，所得前驱体溶液过饱和，会有沉淀析出，无法生长得到单晶阵列。
3、本发明所生长的钙钛矿单晶阵列尺寸可随定制的掩模板尺寸的变化而变化，根据定制的掩模板尺寸，整个钙钛矿单晶阵列尺寸的变化区间为5mm～10cm；根据镂空单元的尺寸，单个钙钛矿单晶晶粒变化区间为20μm～200μm，整个钙钛矿单晶阵列尺寸的变化区间为5mm～10cm。以垂直于掩模板上表面的高度计，生长的钙钛矿单晶阵列为几十微米到厘米级的单晶阵列；并且可在硅片，金属，有机柔性掩膜版上直接外延生长出大面积的且结晶取向一致的MAPB阵列。
4、本发明所得到的大面积钙钛矿单晶阵列可用于X射线探测成像领域，作为籽晶用于逆温结晶生长质量高的大面积金属卤化物钙钛矿厚膜。
5、本发明所使用的方法简单，成本低，可在室温下进行，适合于商业化的大批量生产。
附图说明
图1是CPB和MAPB晶格匹配图。
图2是本发明金属卤化物钙钛矿单晶阵列的生长流程图。
图3是实施例1所使用的掩模板的结构示意图。
图4是实施例1所制备的100μm MAPB单晶阵列的光学照片。
图5是实施例1所制备的100μm MAPB单晶阵列的SEM照片，极图以及钼掩膜版、实施例1制备的MAPB单晶阵列，实施例4制备的MAPbBr2.5Cl0.5与MAPbBr2Cl单晶阵列的XRD图谱；其中，a为低倍率SEM照片，b为高倍率SEM照片，c为XRD图谱，d为极图。
图6是实施例4制备的MAPbBr2.5Cl0.5单晶阵列(a)与MAPbBr2Cl单晶阵列(b)的SEM照片。
图7是实施例5所制备的MAPb0.5Sn0.5Br3单晶阵列的光学照片。
图8是实施例7所制备的50μm MAPB单晶阵列的光学照片。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明做进一步说明。实施例中使用的原料MABr、DMF纯度为99.5％，PbBr2，PbCl2，PbI2，SnBr2，BiBr3纯度为99.999％，掩模板为公司定制。
实施例中所用CPB衬底为本课题组溶体法生长的晶体切割所得，具体制备方法如下：大尺寸CPB单晶是由本课题组用布里奇曼法生长得到(参见：中国专利文献CN201910471346.2)；首先对生长得到的大尺寸CPB单晶进行定向，定出<010>方向；然后沿着该方向进行切割，得到所需尺寸的CPB(010)衬底。
实施例1
一种用于核辐射探测成像的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法，包括步骤如下：
(1)CPB衬底的预处理：先用1200目的粗砂纸对衬底进行抛光，以去除衬底表面的线切割所造成的划痕，然后用7000目的细砂纸进行细抛，最后用粒度为0.05μm的氧化铝抛光粉进行精抛，抛光完毕后，用乙醇将CPB衬底清洗干净，干燥备用，所述衬底的尺寸为12mm×12mm。
(2)所用掩模板的材质为钼，尺寸为：5mm×5mm，厚20μm，其上的各镂空单元尺寸为100μm×100μm，相邻镂空单元之间的距离为100μm，其结构示意图如图3所示；将定做好的带有镂空阵列的掩模板进行疏水性处理：首先，将掩模板在乙醇中超声清洗40分钟，以去除表面杂质；然后将清洗后的掩模板放入培养皿中，并在培养皿的上滴加100μL疏水剂十八烷基三氯硅烷OTS，随后将培养皿放入真空干燥柜中，抽真空至10-3pa，在160℃下保温2h；最后，将掩模板分别在正己烷和异丙醇中超声清洗20分钟，干燥备用。
(3)将疏水性处理后的掩模版置于经预处理的CPB衬底上；将钙钛矿前驱体原料溴化甲胺(MABr)和溴化铅(PbBr2)按摩尔比1：1的比例加入DMF中，置于磁力搅拌器上进行搅拌直至钙钛矿前驱体原料全部溶入DMF中，无可见沉淀，得到MAPB钙钛矿前驱体溶液，所述溴化甲胺和溴化铅的总质量为溶剂DMF质量的50％；取30μL钙钛矿前驱体溶液滴到掩模板上，覆盖整个掩模板表面，在室温条件下，控制室内湿度为30％，待DMF自然挥发完毕，将掩膜版揭下，使掩膜版与衬底分离，得到带有掩膜版的单晶阵列，即为大面积MAPB单晶阵列。
本实施例所得MAPB单晶阵列的光学照片如图4所示，从图4中可以看到生长出的MAPB单晶排列整齐，大小均一，具有明显的结晶面，且朝向一致。本实施例制备得到的MAPB单晶阵列的SEM图如图5a、图5b所示，从图5a、图5b可以看出，晶体表面平整，取向一致。本实施例制备得到的MAPB单晶阵列的XRD图谱和极图如图5c、图5d所示，证实了阵列的面内面外取向是一致的。
实施例2
一种用于核辐射探测成像的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法如实施例1所述，所不同的是：所使用的掩模板材质换成硅半导体材料。
实施例3
一种用于核辐射探测成像的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法如实施例1所述，所不同的是：所使用的掩模板材质换成聚对二甲苯或聚酰亚胺。
实施例4
一种用于核辐射探测成像的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法如实施例1所述，所不同的是：所述的钙钛矿前驱体为MAPbBr2.5Cl0.5，MAPbBr2Cl或MAPbBr2.9I0.1。
所述的MAPbBr2.5Cl0.5前驱体溶液的配制：将钙钛矿前驱体原料MABr，PbBr2和PbCl2按摩尔比4：3：1的比例加入DMF中，所述MABr，PbBr2和PbCl2的总质量为DMF溶剂质量的50％。
MAPbBr2Cl前驱体溶液的配制：将钙钛矿前驱体原料MABr，PbBr2和PbCl2按摩尔比2：1：1的比例加入DMF中，所述MABr，PbBr2和PbCl2的总质量为DMF溶剂质量的50％。
MAPbBr2.9I0.1前驱体溶液的配制：将钙钛矿前驱体原料MABr，PbBr2和PbI2按摩尔比1：0.95：0.05的比例加入DMF中，所述MABr，PbBr2和PbI2的总质量为DMF溶剂质量的20％。
本实施例所得MAPbBr2.5Cl0.5与MAPbBr2Cl单晶阵列的SEM照片如图6所示，其中图6a为MAPbBr2.5Cl0.5单晶阵列的SEM图，图6b为MAPbBr2Cl单晶阵列的SEM图，从图中可以看到生长出的两种混卤单晶阵列均排列整齐，大小均一，具有明显的结晶面，且朝向一致；所得MAPbBr2.5Cl0.5与MAPbBr2Cl单晶阵列的XRD图如图5c所示。
实施例5
一种用于核辐射探测成像的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法如实施例1所述，所不同的是：所述的钙钛矿前驱体为MAPb0.5Sn0.5Br3，MAPb0.5Bi0.5Br3。
MAPb0.5Sn0.5Br3前驱体溶液的配制：将钙钛矿前驱体原料MABr，PbBr2和SnBr2按摩尔比2：1：1的比例加入DMF中，所述MABr，PbBr2和SnBr2的总质量为DMF溶剂质量的50％。所得到的MAPb0.5Sn0.5Br3单晶阵列的光学图片如图7所示，从图中可以看到生长出的混锡单晶阵列均排列整齐，大小均一，具有明显的结晶面，且朝向一致。
MAPb0.9Bi0.1Br3前驱体溶液的配制：将钙钛矿前驱体原料MABr，PbBr2和BiBr3按摩尔比1：0.9：0.1的比例加入DMF中，所述MABr，PbBr2和BiBr3的总质量为DMF溶剂质量的50％。
实施例6
一种用于核辐射探测成像的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法如实施例1所述，所不同的是：将所配置的MAPB前驱体溶液换成CPB前驱体溶液，进行CPB阵列的生长；所述的CPB前驱体溶液是将CsBr与PbBr2按照摩尔比1：1的比例加入DMF中得到的，所述CsBr与PbBr2的总质量为DMF质量的30％。
实施例7
一种用于核辐射探测成像的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法如实施例1所述，所不同的是：所使用的掩模板镂空阵列的各镂空单元的尺寸为50μm，相邻镂空单元之间的距离为50μm。
本实施例所得MAPB单晶阵列的光学照片如图8所示，从图8可以看出本实施例生长出的MAPB单晶排列整齐，大小均一，具有明显的结晶面，且朝向一致。

Claims (8)

1.一种用于核辐射探测成像的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法，包括步骤如下：
将带有镂空阵列的掩模版置于经预处理的CsPbBr3衬底上；之后将钙钛矿前驱体溶液转移至掩模板上，覆盖整个掩模板表面，控制相对湿度为30%-50%，待溶剂挥发完后，将掩膜版与衬底分离，得到带有掩膜版的单晶阵列，即为大面积卤族钙钛矿单晶阵列；
所述的掩模版的各镂空单元的尺寸为20μm×20μm~200μm×200 μm；所述的CsPbBr3衬底为正方形，所述的CsPbBr3衬底按照下述方法制备得到：将大尺寸CsPbBr3晶体进行定向，定出<010>方向，然后沿着该方向进行切割，得到CsPbBr3（010）衬底；
所述的钙钛矿前驱体为CsPbBr3、MAPbBr3、MAPbBr3-zXz或MAPb1-yNyBr3，其中X为氯或碘，N为锡或铋，y为0-0.5且y不为0，z为0-1且z不为0；所述的钙钛矿前驱体溶液是将钙钛矿前驱体原料加入溶剂中得到的，所述钙钛矿前驱体原料的总质量为溶剂的质量的20-50%；所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
2.根据权利要求1所述的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法，其特征在于，所述的掩模版的材质为铜、钼、硅、聚对二甲苯或聚酰亚胺；所述掩模版为正方形，所述的掩模版的尺寸为5mm×5mm~10cm×10cm；相邻镂空单元之间的间距为20μm~1mm。
3. 根据权利要求1所述的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法，其特征在于，所述的掩模版需疏水性处理后使用；所述的掩模版的疏水性处理步骤为：首先，将掩模板在乙醇中超声清洗40分钟；然后将清洗后的掩模板放入培养皿中，并在培养皿上滴加100-200μL疏水剂十八烷基三氯硅烷OTS；随后将培养皿放入真空干燥柜中，抽真空至10-3pa，在160℃下保温2h；最后，将掩模板分别在正己烷和异丙醇中超声清洗20分钟，干燥备用。
4.根据权利要求1所述的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法，其特征在于，所述的CsPbBr3衬底的预处理方法为：先用1200目的粗砂纸对衬底进行抛光，然后用7000目的细砂纸进行细抛，最后用粒度为0.05μm氧化铝抛光粉进行精抛，抛光完毕后，用乙醇将CsPbBr3衬底清洗干净，干燥备用。
5.根据权利要求1所述的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法，其特征在于，所述的钙钛矿前驱体为CsPbBr3时，所述的钙钛矿前驱体溶液是将CsBr与PbBr2按照摩尔比1：1的比例加入溶剂中得到的；
所述的钙钛矿前驱体为MAPbBr3时，所述的钙钛矿前驱体溶液是将MABr与PbBr2按照摩尔比1：1的比例加入溶剂中得到的；
所述的钙钛矿前驱体为MAPbBr3-zXz，X为Cl或I，z为0-3且z不为0，所述的钙钛矿前驱体溶液是将MABr，PbBr2 与PbX2按照摩尔比1：（1-z/2）：z/2的比例加入溶剂中得到的；
所述的钙钛矿前驱体为MAPb1-yNyBr3，N为锡或铋，y为0-1且y不为0，所述的钙钛矿前驱体溶液是将MABr，PbBr2 与NBr2按照摩尔比1：（1-y）：y的比例加入溶剂中得到的。
6.根据权利要求1所述的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列的外延生长方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱体溶液的转移采用滴定、喷墨或涂布的方式进行；溶剂的挥发为室温下进行；或者外加温场控制溶剂挥发速度，所述外加温场的温度为0-80℃。
7.一种权利要求1所述方法制备得到的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列。
8.权利要求7所述的大面积金属卤化物钙钛矿单晶阵列用于制备X射线探测器，或作为籽晶用于逆温结晶生长大面积金属卤化物钙钛矿厚膜。
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