通过低成本溶液法生长的无机钙钛矿CsPbCl₃单晶（SCs）通常尺寸小于1 mm，这主要归因于原材料在溶剂中的低溶解度，严重限制了其在X射线探测领域的应用。
针对这一挑战，陕西师范大学刘渝城等人开发了一种有效策略，不仅将原材料的溶解度提高了28倍，还显著改善了不同组分之间的结晶匹配性。该进展使得采用低温溶液法成功生长出尺寸达13 mm的高质量CsPbCl₃基单晶。溶液法生长的单晶具有低陷阱态密度（~10⁸ cm⁻³）、高电阻率（2.35×10⁹ Ω·cm）、高μτ乘积（1.02×10⁻³ cm² V⁻¹）以及优异的均匀性。因此，基于这些单晶制备的X射线探测器实现了创纪录的2.19×10⁵ µC Gy⁻¹ cm⁻²灵敏度、307 µs的短响应时间、低噪声电流和稳定的响应输出。得益于这些优异的性能指标，由该单晶探测器组装的原型便携式剂量计实现了0.07 nSv s⁻¹的超低可探测辐射剂量。
此外，还展示了该单晶探测器的高清晰度X射线成像能力。这项工作为低成本制造高性能X射线探测系统提供了一条有效途径。
研究亮点：
大尺寸单晶生长突破：通过溶解度匹配策略，将CsPbCl₃基钙钛矿单晶的生长尺寸从传统<1 mm突破至13 mm，原材料溶解度提高28倍，为低成本、高质量单晶生长开辟新路径。
创纪录的X射线探测性能：探测器灵敏度高达2.19×10⁵ µC Gy⁻¹ cm⁻²，响应时间仅307 µs，且具有极低噪声和长期稳定性，性能指标居无机钙钛矿X射线探测器前列。
超低检测限便携式剂量计：基于非对称电极结构（Ga/SC/Au）组装的便携式剂量计，可探测低至0.07 nSv/s的辐射剂量，并在高分辨率X射线成像中清晰呈现亚毫米级细节，展现出在低剂量医疗成像和环境监测领域的巨大潜力。
J. Tian, R. Shi, D. Chu, et al. “ Portable Dosimeter With Ultralow Detection Limit Enabled by Large Size Solution Grown Inorganic Perovskite Single Crystal.” Advanced Materials (2026): e22163.
https://doi.org/10.1002/adma.202522163
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