[发明专利]用于制造辐射探测器的方法和辐射探测器

说明书

本发明涉及一种用于制造用于探测电离辐射的辐射探测器的方法，所述辐射探测器包括作为直接转换材料和/或作为探测器层中的闪烁体材料的第一无机‑有机卤化物钙钛矿材料(24)，并且涉及借助于该方法的步骤制造的包括探测器层(24)的辐射探测器。为了提供一种制造适用于辐射探测器的钙钛矿材料的厚层(例如超过10μm)的方法，建议在引晶层(23)上选择性地生长材料，产生厚的多晶层。生长前驱钛矿材料的一个合适的引晶层(23)由溴化钙钛矿材料制成。

技术领域

本发明涉及一种用于制造用于电离辐射的辐射探测器的方法，该辐射探测器包括作为直接转换材料和/或作为探测器层中的闪烁体材料的第一无机-有机卤化物钙钛矿材料，并且涉及通过该方法的步骤制造的包括探测器层的辐射探测器。

背景技术

闪烁体是吸收高能辐射(如α射线、β射线、γ射线、X射线、中子或其他高能粒子)并将该能量转换为可见光子的迸发的材料。在针对上述辐射的探测器中，这些光子然后被光电探测器转换成电脉冲。

替代地，辐射在被层夹于两个电极之间的半导体中直接转换。在探测器中，初始形成的电子空穴对被外部施加的电场分离，并且由放大器感测所得到的电流。用于X射线辐射的直接转换探测器的各种材料被描述，例如在S.Kasap等人的“Amorphous andPolycrystalline Photoconductors for Direct Conversion Flat Panel X-Ray ImageSensors”(Sensors 2011，11，5112-5157(2011))中。US 5132541解决平板X射线探测器中的应用。

已经有相当长的一段时间，无机-有机卤化物钙钛矿已经被研究用于几种应用。其中之一是闪烁体，例如参见K.Shibuya等人的“Quantum confinement for large lightoutput from pure semiconducting scintillators”(Applied Physics Letters，第84卷，第22期，第4370-4372页)。这样的系统也已经以非常高的效率被研究用于EL发光和光伏(PV)，例如参见M.Era等人的“Organic-inorganic heterostructure electroluminescentdevice using a layered calciumovite semiconductor(C₆H₅C₂H₄NH₃)₂PbI₄”(Appl.Phys.Lett.65(6)，第676-678页，1994年8月)和M.的“The light andshade of perovskite solar cells”(Nature Materials，第13卷，2014，第838-842页)。

也已知钙钛矿材料充当发光体，参见例如Z.-K.Tan等人的“Bright light-emitting diodes based on organometal halide perovskite”(NatureNanotechnology，第9卷，第687-692页，2014)。

EP 1258736 A1涉及一种用于探测诸如伽马射线、X射线、电子束、带电粒子束和中性粒子束的电离射束放电的辐射探测设备。具体而言，其涉及能够测量从光电发射出现到消失的非常短的时间(亚纳秒级或更小)存在的辐射的辐射探测设备。