CN114497392A - 一种x射线探测器的制备方法 - Google Patents

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魏顺勇
任翱博
沈凯
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    • Y02E10/549—Organic PV cells

Abstract

本发明公开了一种X射线探测器的制备方法，属于光电材料与器件技术领域，目的在于提供一种X射线探测器的制备方法，解决现有X射线探测器性能较差的问题。通过冷等静压技术制备了质量可控，面积厚度可调的钙钛矿/MXene复合材料。通过材料制备技术和材料性能调控，制备出基于钙钛矿/MXene复合材料的X射线探测器，提升了X射线探测器的性能。本发明适用于基于钙钛矿/MXene复合吸收材料的X射线探测器的制备方法。

Description

一种X射线探测器的制备方法
技术领域
本发明属于光电材料与器件技术领域，具体涉及一种X射线探测器的制备方法。
背景技术
X射线探测器在科学研究、国防安全、深空探测、医学影像等诸多领域有着广泛的应用。特别是医学检验对高性能X射线探测器有着巨大的需求，随着人工智能和医学影像的结合，将进一步提高对X射线探测器性能的要求。X射线探测器可分为两大类:基于闪烁体的间接型探测器和基于半导体的直接型探测器。直接型X射线探测器具有空间分辨率高、系统结构简单等优点。
直接型探测器的核心是半导体吸收层，需要具有较大的平均原子序数以阻挡吸收X射线，较大的电阻率以压制探测器暗电流，较大的载流子迁移寿命积以保证载流子输运。目前采用单晶作为半导体吸收层，但是由于单晶材料的制备技术以及成本，无法大量制备质量可控的大面积单晶吸收层。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种X射线探测器的制备方法，解决现有X射线探测器性能较差的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种X射线探测器的制备方法，包括以下步骤：
S1、采用球磨机对钙钛矿、MXene块体材料进行研磨，并将研磨得到的钙钛矿、MXene粉末材料混合均匀；
S2、将钙钛矿、MXene混合粉末材料放入不锈钢模具中，采用手动压片机持续施加2分钟20Mpa的压强，将钙钛矿、MXene混合粉末材料压制成外形规则，表面致密的块体；
S3、进一步采用冷等静压机对步骤S2制备的块体施加15分钟200Mpa的压强，最终得到横截面致密的钙钛矿/MXene复合吸收材料；
S4、最后采用热蒸发设备在步骤S3得到的钙钛矿/MXene复合吸收材料的两面蒸镀电极，形成具有金属/半导体/金属结构的X射线探测器。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过冷等静压技术制备了质量可控，面积厚度可调的钙钛矿/MXene复合材料。通过材料制备技术和材料性能调控，制备出基于钙钛矿/MXene复合材料的X射线探测器。在X射线探测器吸收层制备过程中，根据能带匹配关系，加入MXene对钙钛矿进行电学性能调控。由于X射线吸收层的电学性能将直接影响X射线探测器的性能，通过加入MXene对钙钛矿/MXene复合吸收材料的电学性能进行调控，使钙钛矿/MXene复合吸收材料载流子迁移率提高、载流子迁移寿命积提升，进而提高了钙钛矿/MXene复合吸收材料的载流子收集效率，提高了钙钛矿/MXene复合吸收材料的电学性能，最终提升了X射线探测器的性能。
附图说明
图1为本发明钙钛矿/MXene复合材料以及器件的示意图；
图2为本发明X射线探测器的性能测试结果示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以使机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个原件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种X射线探测器的制备方法，包括以下步骤：
S1、采用球磨机对钙钛矿、MXene块体材料进行研磨，并将研磨得到的钙钛矿、MXene粉末材料混合均匀；
S2、将钙钛矿、MXene混合粉末材料放入不锈钢模具中，采用手动压片机持续施加2分钟20Mpa的压强，将钙钛矿、MXene混合粉末材料压制成外形规则，表面致密的块体；
S3、进一步采用冷等静压机对步骤S2制备的块体施加15分钟200Mpa的压强，最终得到横截面致密的钙钛矿/MXene复合吸收材料；
S4、最后采用热蒸发设备在步骤S3得到的钙钛矿/MXene复合吸收材料的两面蒸镀电极，形成具有金属/半导体/金属结构的X射线探测器。
本发明在实施过程中，通过冷等静压技术制备了质量可控，面积厚度可调的钙钛矿/MXene复合材料。通过材料制备技术和材料性能调控，制备出基于钙钛矿/MXene复合材料的X射线探测器。在X射线探测器吸收层制备过程中，根据能带匹配关系，加入MXene对钙钛矿进行电学性能调控。由于X射线吸收层的电学性能将直接影响X射线探测器的性能，通过加入MXene对钙钛矿/MXene复合吸收材料的电学性能进行调控，使钙钛矿/MXene复合吸收材料载流子迁移率提高、载流子迁移寿命积提升，进而提高了钙钛矿/MXene复合吸收材料的载流子收集效率，提高了钙钛矿/MXene复合吸收材料的电学性能，最终提升了X射线探测器的性能。
实施例1
一种X射线探测器的制备方法，包括以下步骤：
S1、采用球磨机对钙钛矿、MXene块体材料进行研磨，并将研磨得到的钙钛矿、MXene粉末材料混合均匀；
S2、将钙钛矿、MXene混合粉末材料放入不锈钢模具中，采用手动压片机持续施加2分钟20Mpa的压强，将钙钛矿、MXene混合粉末材料压制成外形规则，表面致密的块体；
S3、进一步采用冷等静压机对步骤S2制备的块体施加15分钟200Mpa的压强，最终得到横截面致密的钙钛矿/MXene复合吸收材料；
S4、最后采用热蒸发设备在步骤S3得到的钙钛矿/MXene复合吸收材料的两面蒸镀电极，形成具有金属/半导体/金属结构的X射线探测器。
如上所述即为本发明的实施例。前文所述为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种X射线探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用球磨机对钙钛矿、MXene块体材料进行研磨，并将研磨得到的钙钛矿、MXene粉末材料混合均匀；
S2、将钙钛矿、MXene混合粉末材料放入不锈钢模具中，采用手动压片机持续施加2分钟20Mpa的压强，将钙钛矿、MXene混合粉末材料压制成外形规则，表面致密的块体；
S3、进一步采用冷等静压机对步骤S2制备的块体施加15分钟200Mpa的压强，最终得到横截面致密的钙钛矿/MXene复合吸收材料。
S4、最后采用热蒸发设备在步骤S3得到的钙钛矿/MXene复合吸收材料的两面蒸镀电极，形成具有金属/半导体/金属结构的X射线探测器。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108365031A (zh) * 2018-02-27 2018-08-03 华中科技大学 一种提高辐射探测性能的方法、对应的辐射探测器及制备
CN109301072A (zh) * 2018-09-27 2019-02-01 深圳大学 一种无溶剂钙钛矿光电器件的制备方法
CN112204764A (zh) * 2018-12-25 2021-01-08 俄罗斯国立科技大学莫斯科钢铁合金研究所 MXene改进型混合光电转换器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108365031A (zh) * 2018-02-27 2018-08-03 华中科技大学 一种提高辐射探测性能的方法、对应的辐射探测器及制备
CN109301072A (zh) * 2018-09-27 2019-02-01 深圳大学 一种无溶剂钙钛矿光电器件的制备方法
CN112204764A (zh) * 2018-12-25 2021-01-08 俄罗斯国立科技大学莫斯科钢铁合金研究所 MXene改进型混合光电转换器

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