近日，華東理工大學研究團隊自主研發了一種鈣鈦礦單晶薄膜通用生長技術，將晶體生長周期由7天縮短至1.5天，實現了30余種金屬鹵化物鈣鈦礦半導體的低溫、快速、可控制備，為新一代的高性能光電子器件提供了豐富的材料庫。
據介紹，金屬鹵化物鈣鈦礦是一類明星半導體材料，在太陽能電池、發光二極管、輻射探測領域展現出應用前景。這些光電子器件主要采用多晶薄膜作為光活性材料，但多晶形式的“先天缺陷”顯著降低器件性能和使用壽命。相對于碎鉆般的多晶薄膜，鈣鈦礦單晶晶片如同完美的“非洲之星”鉆石，其極低的缺陷密度僅為多晶薄膜的十萬分之一左右，同時兼具優異的光吸收、輸運能力以及穩定性，成為更理想的候選材料。然而傳統制備方法僅能以高溫、生長速率慢的方式制備幾種毫米級單晶，限制了單晶晶片的實際應用。
基于此，該研究團隊研發的鈣鈦礦單晶薄膜通用生長技術讓毫米級“碎鉆”長成了厘米級“鉆石”?！斑@項生長技術具有普適性，可以實現30余種金屬鹵化物鈣鈦礦半導體的厘米級單晶薄膜生長。”該成果的主要完成人、華東理工大學侯宇教授表示。這一成果不但提供了一條普適、高效、低條件的單晶薄膜生長路線，還基于這一材料組裝出高性能單晶薄膜的輻射探測器件，目前主要用于X光探測和成像。
下一步，此項研究將進一步開發動態高分辨成像技術，為鈣鈦礦晶片的輻射探測應用落地鋪平道路。
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