半导体光探测器在日常生活中得以广泛使用，由于商业化的光探测器需要复杂、昂贵的设备，寻找价格上更加合理的半导体材料非常重要。为了实现这个目标，有机-无机杂环钙钛矿材料受到广泛关注。这是因为此类材料的处理合成方法非常简单，同时展示了优异的性能，比如优异的光吸收、较高的载流子浓度。目前，全无机钙钛矿CsPbBr₃正成为光探测器的有利竞争者，因为合适的能带结构、较好的光稳定性、热稳定性、潮湿气氛稳定性。人们发展了各种方法合成高晶化度的不同形貌、结构、维度的CsPbBr₃钙钛矿材料。有鉴于此，鲁汶大学Bapi Pradhan、Elke Debroye等综述报道了目前高性能CsPbBr₃单晶、微晶、纳米线、薄膜、纳米晶的制备，以及光探测器中的应用。

本文要点：

（1）

作者通过讨论CsPbBr₃钙钛矿材料的合成、生长、光电性能，以及对低能量/高能量探测性能。具体讨论了各种化学计量比、晶体纯度、形貌、器件结构、界面工程等效应的影响。

（2）

进一步的改善可能性：

CsPbBr₃纳米晶体形貌不均匀，导致较弱的电荷转移，能够通过控制晶化动力学（界面处理、溶剂工程）；晶相纯度进一步提高，在Cs-Pb-Br体系中包含3D、2D、0D多种结构晶相，导致电荷载流子、离子移动过程平衡导致形成了漏电流；碱金属掺杂能够提高载流子动力学，改善载流子移动，有利于探测硬辐射；铕掺杂能够改善、抑制载流子的非辐射复合动力学，提高荧光寿命；消除薄膜中的针孔，改善界面形貌均匀程度，在导电聚合物基底上低温处理；对于探测高能量X射线、γ射线而言，光活性薄膜的电阻率需要进一步改善，从而能够实现较低的探测极限；由于光致晶格扩张能够促进钙钛矿电池性能，因此这种效果有可能同样改善光探性能；CsPbBr₃纳米晶中的光生电荷复合速率非常迅速，空穴、电子的利用程度较低，器件性能较差，这个需要进一步改善；通过环境友好离子对毒性Pb²⁺进行替换修饰，降低对毒性Pb的依赖。

参考文献

Lotte Clinckemalie, Donato Valli, Maarten B. J. Roeffaers, Johan Hofkens, Bapi Pradhan*, and Elke Debroye*, Challenges and Opportunities for CsPbBr₃ Perovskites in Low- and High-Energy Radiation Detection, ACS Energy Lett. 2021, 6, 1290–1314

DOI: 10.1021/acsenergylett.1c00007

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c00007