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Atomistic Surface Passivation of CH3NH3PbI3 Perovskite Single Crystals for Highly Sensitive Coplanar-Structure X-Ray Detectors

机译：CH3NH3PB13钙钛矿单晶的原子表面钝化用于高敏感的共面X射线探测器

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Organic-inorganic halide perovskites (OIHPs) are recognized as the promising next-generation X-ray detection materials. However, the device performance is largely limited by the ion migration issue of OIHPs. Here, we reported a simple atomistic surface passivation strategy with methylammonium iodide (MAI) to remarkably increase the ion migration activation energy of CH3NH3PbI3 single crystals. The amount of MAI deposited on the crystal surface is finely regulated by a self-assemble process to effectively suppress the metallic lead defects, while not introducing extra mobile ions, which results in significantly improved dark current stability of the coplanar-structure devices under a large electric field of 100 V mm−1. The X-ray detectors hence exhibit a record-high sensitivity above 700,000 μC Gyair‐1 cm‐2 under continuum X-ray irradiation with energy up to 50 keV, which enables an ultralow X-ray detection limit down to 1.5 nGyair s−1. Our findings will allow for the dramatically reduced X-ray exposure of human bodies in medical imaging applications.
机译：有机 - 无机钙钛矿卤化物（OIHPs）是公认的有希望的下一代X射线检测材料。然而，该装置的性能在很大程度上是由OIHPs的离子迁移问题的限制。在这里，我们报道了甲基铵碘化物（MAI）的简单原子论表面钝化策略，以显着提高CH3NH3PbI3单晶的离子迁移活化能。 MAI的量沉积在晶体表面上被精细地通过自组装过程调节有效地抑制金属铅的缺陷，而不会引入额外的移动离子，其结果在共面结构的器件的显著改进的暗电流的稳定性下一个大的100伏毫米-1的电场。因此X射线检测器显示出以上700000μCGyair-1厘米2的下方连续X射线的照射能量了记录灵敏度高至50千电子伏特，这使得超低X射线检测下限为1.5 nGyair S-1 。我们的研究结果将允许在医疗成像应用人体的大大减少X射线曝光。

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