人工晶体学报

作者：陈燃, 赵啸, 孟钢, GNATYUK Volodymyr, 倪友保, 王时茂

单位：1.中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所，合肥 230031；2.中国科学技术大学，合肥 230026；3.乌克兰国家科学院半导体物理研究所，基辅 03028；4.阿德瓦法布股份有限公司，赫尔辛基 00180

关键词：CsPbBr3单晶,逆温度结晶法,添加剂,空间位阻效应,γ射线探测器,

基金：国家自然科学基金(62075223);核探测与核电子学国家重点实验室开放课题(SKLPDE-KF-202410)

CsPbBr3单晶具有高原子序数、高载流子迁移率寿命积、高电阻率和对X/γ射线的阻挡能力强等优点，是一种极具应用前景的半导体辐射探测材料。CsPbBr3单晶可以通过溶液法低成本生长，但溶液法生长CsPbBr3单晶具有择优取向，获得的晶体多呈棒状，不利于器件制备，且晶体生长速度较快，单晶内容易出现孪晶等缺陷。本文在逆温度结晶法生长CsPbBr3单晶过程中引入十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）作为添加剂调控单晶的生长速率（主要减缓［002］晶向的生长速度，抑制单晶的择优取向），提升单晶质量。晶体的摇摆曲线半峰全宽为0.08°，电阻率达到了8.14 × 109 Ω·cm，载流子迁移率寿命积为6.44×10-3 cm2·V-1，缺陷态密度为2.07×1010 cm-3，展现出良好的晶体质量和电学性质。基于获得的CsPbBr3晶体制备的γ射线探测器实现了对241Am 59.5 keV γ射线光子10.25%的能谱分辨率。这些结果展示了添加剂辅助生长的高质量CsPbBr3单晶在辐射探测应用中的潜力。

来源：2025年第7期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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