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2025 article

Self-Powered X-Ray Detectors Enabled by Perovskite P-I-N Heterojunction

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Le résumé fourni par la source

Metal halide perovskites (MHPs) have demonstrated exceptional potential for next-generation X-ray detection due to their superior linear attenuation coefficients, high resistivity, and excellent carrier transport properties. However, practical applications are limited by operational stability issues, particularly ion migration under high electric fields and interfacial degradation in conventional metal-semiconductor-metal (MSM) structures. Here, we propose a p-i-n device configuration that simultaneously optimizes interfacial contacts and electric field distribution. Centimeter-sized MAPbBr₃ single crystals with low defect density (9.56 × 10⁹ cm⁻³) were synthesized via inverse-temperature crystallization, integrated with ZnO and PEDOT:PSS layers to establish a stepped energy band alignment that facilitates charge separation while eliminating direct metal-perovskite contact. Finite element simulations reveal that the p-i-n architecture significantly reduces local electric field intensity, mitigating ion migration. Under 0.238 mGyairs-1@ 0 V, p-i-n device shows great photoelectric responsiveness with a responsivity of 1.02 μC Gyair⁻¹cm⁻². This dual-optimization also enables stable high-bias operation, achieving a record responsivity of 1.51 × 10⁶ μC Gyair⁻¹cm⁻². The work highlights the critical role of interface engineering and field distribution control in advancing perovskite-based X-ray detectors toward practical high-responsivity and high-stability applications.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Self-Powered X-Ray Detectors Enabled by Perovskite P-I-N Heterojunction
Date Crossref
01/11/2025
Éditeur
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Beijing National Research Center for Information Science and Technology pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Tsinghua University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Integrated Circuits Beijing National Research Center for Information Science and Technology (BNRist) pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Beijing National Research Center for Information Science and Technology, Tsinghua University et Beijing National Research Center for Information Science and Technology (BNRist) — School of Integrated Circuits.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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