AM：硫鎓盐铋基材料的绿色制备及其高灵敏度X射线检测应用

Nanoer-z

2025-04-11

基于铅和铋的有机-无机杂化材料因其高原子序数和简易制备工艺，近期被提出作为新型X/γ射线探测器，在医学影像、无损检测和安全检查领域展现出替代传统非晶硒和Cd(Zn)Te材料的潜力。然而，器件工作稳定性、过高暗电流等问题阻碍了其商业化进程。鉴于此，德国赫姆霍兹柏林材料与能源研究中心Olena Maslyanchuk等通过无溶剂球磨法制备了两种含稳定硫鎓阳离子的新型半导体[(CH₃CH₂)₃S]₆Bi₈I₃₀与[(CH₃CH₂)₃S]AgBiI₅，并采用可规模化生产的冷等静压技术制成致密多晶块体。

本文要点：

（1）所制备的探测器表现出卓越灵敏度（14100–15190 µC Gy_air⁻¹⁰cm⁻²）与极低检测限（[(CH₃CH₂)₃S]₆Bi₈I₃₀为90 nGy_air s⁻¹，[(CH₃CH₂)₃S]AgBiI₅为78 nGy_air s⁻¹），性能远超商用探测器。

（2）材料在环境条件下储存9个月后仍保持稳定性能。该研究证实这两种硫鎓铋基材料具有可规模化生产、成本低廉和高稳定性等优势，为医疗安检领域的X射线探测提供了革命性解决方案。

A. Starkholm, D. Al-Sabbagh, S. Sarisozen, A. von Reppert, M. Rössle, M. Ostermann, E. Unger, F. Emmerling, L. Kloo, P. H. Svensson, F. Lang, O. Maslyanchuk, Green Fabrication of Sulfonium-Containing Bismuth Materials for High-Sensitivity X-Ray Detection. Adv. Mater. 2025, 2418626.

https://doi.org/10.1002/adma.202418626